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JP2005506033A - Prostate cancer diagnostic method, prostate cancer modulator screening composition and method - Google Patents

Prostate cancer diagnostic method, prostate cancer modulator screening composition and method Download PDF

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JP2005506033A
JP2005506033A JP2002533718A JP2002533718A JP2005506033A JP 2005506033 A JP2005506033 A JP 2005506033A JP 2002533718 A JP2002533718 A JP 2002533718A JP 2002533718 A JP2002533718 A JP 2002533718A JP 2005506033 A JP2005506033 A JP 2005506033A
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polynucleotide
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カート シー. ギシュ
デイビッド エイチ. マック
キース イー. ウィルソン
ダニエル エイファー
ピーター ヘベズィー
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イーオーエス バイオテクノロジー インコーポレイテッド
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Abstract

本明細書において、その発現が前立腺癌において上方制御又は下方制御される遺伝子が説明されている。更に、その発現が薬物耐性前立腺癌細胞において上方制御又は下方制御される遺伝子が説明されている。前立腺癌の診断及び処置に使用することができる関連のある方法及び組成物が明らかにされている。更に本明細書において、前立腺癌のモジュレーターを同定するために使用することのできる方法が説明されている。Described herein are genes whose expression is upregulated or downregulated in prostate cancer. Furthermore, genes whose expression is upregulated or downregulated in drug resistant prostate cancer cells have been described. Related methods and compositions that can be used in the diagnosis and treatment of prostate cancer have been identified. Further described herein are methods that can be used to identify modulators of prostate cancer.

Description

【0001】
関連出願の相互参照
本出願は、下記出願からの優先権を主張するものである:2000年10月13日に出願された米国特許出願第09/687,576号;2001年3月16日に出願された米国特許出願第60/276,791号;2001年5月4日に出願された米国特許出願第60/288,589号;2000年12月8日に出願された米国特許出願第09/733,742号;2000年12月8日に出願された米国特許出願第09/733,288号;2001年4月30日に出願された米国特許出願第09/847,046号;2001年3月16日に出願された米国特許出願第60/276,888号;2001年4月24日に出願された米国特許出願第60/286,214号;2001年4月6日に出願された米国特許出願第60/281,922号;2001年1月24日に出願された米国特許出願第60/263,957号、これらはその全体が本明細書に参照として組入れられている。
【0002】
発明の技術分野
本発明は、前立腺癌に関連している核酸及びタンパク質の発現プロフィールの同定並びに核酸、産物及びそれへの抗体の同定;並びに、前立腺癌の診断、予後判定及び治療におけるこのような発現プロフィール及び組成物の使用に関する。本発明は更に、前立腺癌を阻害する物質及び/又は標的を同定及び使用する方法に関する。
【0003】
発明の背景
前立腺癌は、米国において、最も一般的に診断が下される内科的悪性疾患であり、男性の癌死因の第二位であり、結果的に毎年およそ40,000名が死亡し(Landisら、CA Cancer J. Clin.、48:6−29(1998);Greenleeら、CA Cancer J. Clin.、50(1):7−13(2000))、前立腺癌の罹患率は、世界中の多くの地域において過去20年間にわたり急激に上昇しつつある(Nakataら、Int. J. Urol.、7(7):254−257(2000);Majeedら、BJU Int.、85(9):1058−1062(2000))。これは正常な前立腺細胞の病的悪性転換の結果発症する。腫瘍発生に関して、この癌細胞は、イニシエーション、増殖、接触阻止の喪失を受け、周辺組織への浸潤が最高度に達し、究極的には転移する。
【0004】
前立腺癌による死亡は、前立腺腫瘍の転移の結果である。従って前立腺癌発生の早期検出は、本疾患による死亡率の低下において重要である。前立腺特異抗原(PSA)レベルの測定は、早期検出及びスクリーニングにとって非常に一般的な方法であり、近年の前立腺癌死亡率のわずかな低下に寄与しているであろう(Nowrooziら、Cancer Control、5(6):522−531(1998))。しかし多くの症例は、本疾患が進行した病期に進むまで診断されていない。
【0005】
手術(前立腺摘出)、放射線療法、及び化学療法のような治療は、癌が前立腺に限られている場合には治癒できる可能性がある。従って、前立腺癌を早期検出することは、治療のための陽性診断にとって重要である。転移性前立腺癌の全身治療は、ホルモン療法及び化学療法に限られている。化学的又は外科的去勢は、50歳を過ぎた場合の症候性転移性前立腺癌の第一の治療である。この精巣アンドロゲン枯渇療法は、通常本疾患の安定化又は退縮を生じる(患者の80%)が、転移性前立腺癌への進展が最終的にはもたらす(Panvichianら、Cancer Control、3(6):493−500(1996))。転移性疾患は現在不治と考えられ、治療の主要目的は延命と生活の質の改善である(Rago、Cancer Control、5(6):513−521(1998))。
【0006】
従って、特に転移性前立腺癌を含む、前立腺癌の診断及び予後判定並びに前立腺癌の効果的治療に使用することができる方法が望まれている。従って、本明細書において前立腺癌の診断及び予後判定に使用することができる方法が提供される。更に前立腺癌を変調する(modulate)、例えば前立腺癌を治療する能力に関する候補生体活性物質のスクリーニングに使用することができる方法が提供される。加えて、本明細書において前立腺癌及び他の癌の治療的介入の分子標的及び組成物が提供される。
【0007】
発明の概要
従って本発明は、前立腺癌細胞において上方制御及び下方制御される遺伝子のヌクレオチド配列を提供する。このような遺伝子は、診断目的に、更にはホルモン又は抗体のような、前立腺癌を変調する治療用化合物のスクリーニングの標的としても有用である。本発明の別の局面は、以下の本発明の説明により当業者に明らかとなると思われる。
【0008】
ひとつの局面において、本発明は、患者からの細胞において前立腺癌に関連した転写物を検出する方法を提供し、この方法は、患者からの生物学的試料を、表1〜16で示す配列と少なくとも80%同一の配列に選択的にハイブリダイズするポリヌクレオチドと接触させる段階を含む。
【0009】
ある態様において、本発明は、患者の細胞において前立腺癌に関連した転写物のレベルを検出する方法を提供する。
【0010】
ある態様において、本発明は、患者の細胞において前立腺癌に関連した転写物を検出する方法を提供し、この方法は、患者からの生物学的試料を、表1〜16で示す配列と少なくとも80%同一の配列に選択的にハイブリダイズするポリヌクレオチドと接触させる段階を含む。
【0011】
ある態様において、このポリヌクレオチドは、表1〜16で示す配列と少なくとも95%同一の配列に選択的にハイブリダイズする。別の態様において、このポリヌクレオチドは、表1〜16に示す配列を含む。
【0012】
ある態様において、生物学的試料は組織試料である。別の態様において、生物学的試料は、単離された核酸、例えばmRNAを含む。
【0013】
ある態様において、ポリヌクレオチドは、例えば蛍光標識により標識される。
【0014】
ある態様において、ポリヌクレオチドは、固体表面に固定される。
【0015】
ある態様において、患者は、前立腺癌を治療するために治療的投薬管理を受けている。別の態様において、患者は、転移性前立腺癌を有する疑いがある。
【0016】
ある態様において、患者はヒトである。
【0017】
ある態様において、患者は、タキソール抵抗性癌を有する疑いがある。
【0018】
ある態様において、前立腺癌に関連した転写物はmRNAである。
【0019】
ある態様において、方法は更に、生物学的試料を、ポリヌクレオチドと接触させる段階の前に核酸を増幅する段階を含む。
【0020】
別の局面において、本発明は、前立腺癌の治療的処置の効力をモニタリングする方法を提供し、この方法は、(i)治療的処置を受けている患者から生物学的試料を調達する段階;及び、(ii)生物学的試料を、表1〜16で示す配列と少なくとも80%同一の配列に選択的にハイブリダイズするポリヌクレオチドと接触することにより、生物学的試料における前立腺癌に関連した転写物のレベルを決定し、これにより療法の効力をモニタリングする段階を含む。更なる態様において、患者は、転移性前立腺癌を有する。更なる態様において、患者は前立腺癌の薬物耐性(例えば、タキソール抵抗性)型を有する。
【0021】
ある態様において、方法は更に、(iii)前立腺癌に関連した転写物のレベルを、治療的処置の前の患者又は初期の患者からの生物学的試料における前立腺癌に関連した転写物のレベルと比較する段階を含む。
【0022】
加えて、薬物を患者へ投与し及び患者から細胞試料を採取する段階を含む、候補前立腺癌の薬物の作用を評価する方法が提供される。その後細胞の発現プロフィールが決定される。この方法は更に、この発現プロフィールを、健常個体の発現プロフィールと比較する段階を含む。 好ましい態様において、発現プロフィールは、表1〜16の遺伝子を含む。
【0023】
ある局面において、本発明は、表1〜16に示すポリヌクレオチド配列からなる単離された核酸分子を提供する。
【0024】
ある態様において、発現ベクター又は細胞は、単離された核酸を含む。
【0025】
ある局面において、本発明は、表1〜16に示すポリヌクレオチド配列を有する核酸分子によりコードされる単離されたポリペプチドを提供する。
【0026】
別の局面において、本発明は、表1〜16に示すポリヌクレオチド配列を有する核酸分子によりコードされる単離されたポリペプチドと特異的に結合する抗体を提供する。
【0027】
ある態様において、抗体は、例えば蛍光標識、放射性同位元素又は細胞傷害性化学物質のような、エフェクター成分と複合されている。
【0028】
ある態様において、抗体は、抗体断片である。別の態様において、抗体はヒト化されている。
【0029】
ひとつの局面において、本発明は、患者からの生物学的試料中の前立腺癌細胞を検出する方法を提供し、この方法は、生物学的試料を本明細書に説明されるように抗体と接触することを含む。
【0030】
別の局面において、本発明は、患者の前立腺癌に特異的な抗体を検出する方法を提供し、この方法は、患者からの生物学的試料を、表1〜16からの配列を含む核酸によりコードされるポリペプチドと接触させる段階を含む。
【0031】
別の局面において、本発明は、前立腺癌に関連したポリペプチドを変調する化合物を同定する方法を提供し、この方法は、(i)化合物を、前立腺癌に関連したポリペプチドと接触させ、ここでこのポリペプチドは、表1〜16で示す配列と少なくとも80%同一の配列に選択的にハイブリダイズするポリヌクレオチドによりコードされている段階;及び、(ii)化合物のポリペプチドに対する機能的作用を決定する段階を含む。
【0032】
ある態様において、機能的作用は、物理的作用、酵素作用又は化学的作用である。
【0033】
ある態様において、このポリペプチドは、真核宿主細胞又は細胞膜において発現される。別の態様において、このポリペプチドは組換え体である。
【0034】
ある態様において、機能的作用は、ポリペプチドに結合するリガンドを測定することにより決定される。
【0035】
別の態様において、本発明は、患者において前立腺癌を治療するために、前立腺癌に関連した細胞の増殖を阻害する方法を提供し、この方法は、本明細書に記されるように同定される化合物の治療的有効量を対象に投与する段階を含む。
【0036】
ある態様において、化合物は抗体である。
【0037】
別の局面において、本発明は、(i)試験化合物を、前立腺癌を有する哺乳類またはそこから単離された細胞試料に投与する段階;(ii)処置した細胞又は哺乳類中の、表1〜16で示す配列と少なくとも80%同一の配列に選択的にハイブリダイズするポリヌクレオチドの遺伝子発現レベルを、対照細胞又は哺乳類のポリヌクレオチドの遺伝子発現レベルと比較する段階を含み、ここでポリヌクレオチドの発現レベルを変調する試験化合物は前立腺癌の治療のための候補である、薬物スクリーニングアッセイ法を提供する。
【0038】
ある態様において、対照は、試験化合物で治療されていない前立腺癌を有する哺乳類又はそこからの細胞試料である。別の態様において、対照は正常な細胞又は哺乳類である。
【0039】
ある態様において、試験化合物は、異なる量又は濃度で投与される。別の態様において、試験化合物は、期間を変動させて投与される。別の態様において、この比較は、薬物候補の添加又は除去後に行うことができる。
【0040】
ある態様において、表1〜16で示す配列と少なくとも80%同一の配列に選択的にハイブリダイズする複数のポリヌクレオチドのレベルが、対照細胞試料又は哺乳類中のそれらの各レベルと個別に比較される。好ましい態様において、複数のポリヌクレオチドとは、3〜10種である。
【0041】
別の局面において、本発明は、本明細書に記載のアッセイ法により同定された化合物を投与する段階を含む、前立腺癌を有する哺乳類を治療する方法を提供する。
【0042】
別の局面において、本発明は、前立腺癌を有する哺乳類を治療するための薬学的組成物を提供し、この組成物は、本明細書に記載のアッセイ法により同定される化合物及び生理学的に許容できる賦形剤を含む。
【0043】
ある局面において、本発明は、前立腺癌において上方制御及び下方制御される遺伝子を発現している細胞を提供することによる、薬物候補をスクリーニングする方法を提供する。ある態様において、遺伝子は表1〜16から選択される。この方法は更に、薬物候補を細胞に添加し、発現プロフィール遺伝子の発現に対する薬物候補の作用を決定する段階を含む。
【0044】
ある態様において、薬物候補のスクリーニング法は、薬物候補の非存在下での発現レベルを、この薬物候補の存在下での発現レベルと比較する段階を含み、ここで薬物候補が存在する場合には濃度を変動させ、ここでこの比較は薬物候補の添加後でも除去後でも行うことができる。好ましい態様において、細胞は少なくとも2種の発現プロフィール遺伝子を発現する。これらのプロフィール遺伝子は、増加を示しても減少を示してもよい。
【0045】
更に、前立腺癌モジュレータータンパク質を発現又は過剰発現しているトランスジェニック動物、又は例えば遺伝子ノックアウトの結果として前立腺癌モジュレータータンパク質を欠いている動物へ薬物を投与する段階を含む、候補前立腺癌薬物の作用を評価する方法も提供される。
【0046】
更に、表1〜16の核酸セグメントを1種又は複数種含むバイオチップが提供され、ここでバイオチップは、1000種よりも少ない核酸プローブを含む。好ましくは少なくとも2種の核酸セグメントが含まれる。より好ましくは、少なくとも3種の核酸セグメントが含まれる。
【0047】
更に、前立腺癌に関連した疾患を診断する方法が提供される。この方法は、第一の個体の第一の組織型中の表1〜16の遺伝子発現を決定し、及びこの分布を、第一の個体又は第二の罹患していない個体からの第二の正常な組織型の遺伝子発現と比較する段階を含む。発現の差異は、第一の個体が、前立腺癌に関連した疾患を有することを示している。
【0048】
更なる態様において、バイオチップは更に、前立腺癌において上方制御及び下方制御されない遺伝子のポリヌクレオチド配列も含む。
【0049】
ある態様において、方法は、前立腺癌を変調するタンパク質(前立腺癌モジュレータータンパク質)又はそれらの断片、及び前立腺癌モジュレータータンパク質又はそれらの断片と結合する抗体との結合による妨害が可能である生体活性物質のスクリーニング法である。好ましい態様において、この方法は、前立腺癌モジュレータータンパク質又はそれらの断片を、前立腺癌モジュレータータンパク質又はそれらの断片と結合する候補生体活性物質及び抗体と一緒にする段階を含む。この方法は更に、前立腺癌モジュレータータンパク質又はそれらの断片と抗体との結合を決定する段階を含む。結合に変化がある場合、物質は妨害物質として同定される。妨害物質は、アゴニスト又はアンタゴニストでありうる。好ましくはこの物質は、前立腺癌を阻害する。
【0050】
更に本明細書において、個体における免疫応答を惹起する方法が提供される。ある態様において、本明細書で提供される方法は、前立腺癌変調タンパク質、又はそれらの断片を含有する組成物を個体に投与する段階を含む。別の態様において、このタンパク質は、表1〜16から選択される核酸によりコードされている。
【0051】
更に個人において免疫応答を惹起することが可能である組成物が、本明細書において提供される。ある態様において、本明細書に提供される組成物は、好ましくは表1〜16の核酸によりコードされた、前立腺癌変調タンパク質又はそれらの断片、及び薬学的に許容できる担体を含有している。別の態様において、組成物は、好ましくは表1〜16の核酸から選択された、前立腺癌変調タンパク質をコードしている配列を含む核酸、及び薬学的に許容できる担体を含有している。
【0052】
前立腺癌タンパク質又はそれらの断片の作用を中和する方法であり、タンパク質に特異的な物質を、タンパク質と、中和に作用するのに十分量で接触することを含む方法も提供されている。別の態様において、タンパク質は、表1〜16のものから選択された核酸によりコードされている。
【0053】
本発明の別の局面において、前立腺癌について個体を治療する方法が提供されている。ある態様において、この方法は、前立腺癌変調タンパク質のインヒビターを個体に投与することを含む。別の態様において、この方法は、前立腺癌を有する患者に、治療的部分に複合された前立腺癌変調タンパク質に対する抗体を投与することを含む。このような治療的部分は、細胞傷害性物質又は放射性同位元素であることができる。
【0054】
発明の詳細な説明
先に概説した目的に従い、本発明は、転移性前立腺癌を含む、前立腺癌(PC)の診断及び予後判定評価のための新規方法に加え、前立腺癌を変調する組成物のスクリーニング法を提供する。前立腺癌を治療する方法も提供する。
【0055】
本発明は、その他の核酸及びペプチド配列に加え、前立腺癌患者組織において高度に過剰発現されている遺伝子としてのPAA2の同定にも関連している。PAA2配列は、亜鉛輸送体ZNT4と同じである。本明細書に記された結果から、PAA2/ZNT4は前立腺癌細胞において高度に発現されていることが明らかである。前立腺は、体内の臓器中で最高の亜鉛蓄積能を有する点が独特である。亜鉛の取込みは、プロラクチン及びテストステロンにより調節され、これは亜鉛輸送体のZIPファミリーのメンバーの発現を誘導する(Costelloら、J. Biol. Chem.、274:17499−17504(1999))。前立腺における亜鉛の蓄積は、クエン酸酸化を阻害するように機能し、これは細胞ATP産生の低下を生じる(Costello及びFranklin、Prostate、35:285−296(1998))。癌細胞は、低下したATP産生により感受性があり、亜鉛蓄積の妨害に発展する。理論的裏付けを欲するものではないが、前立腺癌細胞におけるZNT4の上方制御は、細胞から蓄積された亜鉛をポンプ輸送するその能力により、結果として高亜鉛レベルから細胞を保護する。
【0056】
本発明は、PBH1をコードしている核酸配列にも関する。PBH1は、脳において高度に発現された推定カルシウムチャネルである、ヒトTRPC7(一過性受容体電位関連チャネル(transient receptor potential−related channels)、NP_003298)である(Nagamineら、Genomics、54:124−131(1998))。Trpは、転移性黒色腫において下方制御された遺伝子であるメラスタチン(Duncanら、Cancer Res.、58:1515−1520(1998))、及びベクウィス−ビーデマン症候群/ウイルムス腫瘍の罹病領域において局在化されている遺伝子であるMTR1に関連している(Prawittら、Hum. Mol. Genet.、9:203−216(2000))。理論的裏付けを欲するものではないが、PBH1はカルシウムチャネルとして機能すると考えられている。
【0057】
カルシウムチャネルとしてのPBH1は、チャネル機能を破壊する、小分子治療、又は治療的抗体の理想的標的である。非ホジキンリンパ腫におけるRituximabの標的であるCD2O(Maloneyら、Blood、90:2188−2195(1997);Leget及びCzuczman、Curr. Opin. Oncol.、10:548−551(1998))は、B細胞において発現された形質膜カルシウムチャネルである(Tedder及びEngel、Immunol. Today、15:450−454(1994))。同様に、カルシウムシグナルを阻害又は変更する小分子又は抗体は、PBH1により媒介され、前立腺癌細胞の死をもたらすであろう。
【0058】
PEH1及び他の本発明の遺伝子は、細胞傷害性Tリンパ球の標的としても有用である。腫瘍特異的である遺伝子、又は免疫特権臓器において発現される遺伝子は、現在可能性のあるワクチン標的として使用されている(Van den Eynde及びBoon、Int. J. Clin. Lab. Res.、27:81−86(1997))。PBH1の発現パターンは、これが、細胞傷害性T−リンパ球の理想的標的であることを示している。従って、前立腺癌細胞死を誘導するためにPBH1特異的細胞傷害性Tリンパ球を利用する療法も、本発明において提供される。例えば米国特許第6,051,227号及び国際公開公報第00/32231号を参照し、これらの開示は本明細書に参照として組入れられている。
【0059】
本発明は、前立腺癌及び/又は乳癌の変調において重要である遺伝子としてのPAA3の同定にも関連している。
【0060】
表1〜16は、前立腺癌試料において発現の増加又は減少を示す遺伝子の、Unigeneクラスタ同定番号、典型的アクセッション番号、又はゲノムヌクレオチド位置番号を提供する。
【0061】
定義
「前立腺癌タンパク質」又は「前立腺癌ポリヌクレオチド」又は「前立腺癌に関連した転写物」という用語は、(1)表1〜16のunigeneクラスタのヌクレオチド配列又はこれに関連したヌクレオチド配列と、好ましくは少なくとも約25、50、100、200、500、1000個又はそれ以上のヌクレオチドの領域について、約60%を超えるヌクレオチド配列同一性、65%、70%、75%、80%、85%、90%、好ましくは91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%もしくは99%又はそれよりも大きいヌクレオチド配列同一性を有するヌクレオチド配列を有し;(2)表1〜16のunigeneクラスタのヌクレオチド配列又はそれに関連したヌクレオチド配列によりコードされるアミノ酸配列を含む免疫原に対して生じた抗体、例えばポリクローナル抗体と結合し、それらの変種を保存的に修飾し;(3)表1〜16の核酸配列、又はそれらの相補体及び保存的に修飾されたそれらの変種に、ストリンジェントなハイブリダイゼーション条件下で特異的にハイブリダイズし;又は、(4)表1〜16のunigeneクラスタのヌクレオチド配列又はこれに関連したヌクレオチド配列によりコードされるアミノ酸と、好ましくは少なくとも約25、50、100、200、500、1000個又はそれ以上のアミノ酸領域について、約60%を超えるアミノ酸配列同一性、65%、70%、75%、80%、85%、90%、好ましくは91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%もしくは99%又はそれよりも多いアミノ配列同一性を有するアミノ酸配列を有するような、核酸及びポリペプチドの多型変種、対立遺伝子、変異体、種間相同体を意味する。ポリヌクレオチド又はポリペプチド配列は、典型的には、霊長類、例えばヒト;齧歯類、例えばラット、マウス、ハムスター;ウシ、ブタ、ウマ、ヒツジ、又は他の哺乳類を含むが、これらに限定されるものではない哺乳類に由来する。「前立腺癌ポリペプチド」及び「前立腺癌ポリヌクレオチド」は、天然型又は組換え型の両方を含む。
【0062】
「完全長」前立腺癌タンパク質又は核酸は、1種又は複数種の天然の野生型前立腺癌ポリヌクレオチド又はポリペプチド配列中に通常含まれたエレメントの全てを含む、前立腺癌ポリペプチドもしくはポリヌクレオチド配列、又はそれらの変種を意味する。例えば、完全長前立腺癌核酸は、典型的には完全長の天然のタンパク質をコードしているエキソンの全てを含むであろう。「完全長」は、選択的スプライシングを含む、翻訳後プロセシング又はスプライシングの様々な段階の前又は後であることができる。
【0063】
本明細書において使用される「生物学的試料」は、例えば前立腺癌タンパク質、ポリヌクレオチド又は転写物のような、核酸又はポリペプチドを含む、生物学的組織又は液体の試料である。このような試料は、霊長類、例えばヒト、又は齧歯類、例えばマウス及びラットから単離された組織を含むが、これらに限定されるものではない。生物学的試料は更に、生検試料及び剖検試料のような組織切片、組織学的目的で採取した凍結切片、血液、血漿、血清、喀痰、糞便、涙液、粘膜、毛髪、皮膚なども含む。生物学的試料は更に、患者組織に由来した外植片及び初代及び/又は形質転換した細胞培養物も含む。生物学的試料は、典型的には、真核生物から、最も好ましくは哺乳類、例えばチンパンジー又はヒトのような霊長類;ウシ;イヌ;ネコ;モルモット、ラット、マウスのような齧歯類;ウサギ;又は鳥類;爬虫類;又は魚類から得られる。
【0064】
「生物学的試料の提供」は、本発明に記載の方法において使用するための生物学的試料を得ることを意味する。最も頻繁には、これは、動物からの細胞試料の採取により行われるが、予め単離された細胞(例えば、別のヒト、別の時点、及び/又は別の目的で単離されたもの)を用いることによって、又はインビボにおける本発明の方法を行うことによって、実現することもできる。治療又は転帰に関する病歴を有する集積された組織は、特に有用であろう。
【0065】
2種以上の核酸又はポリペプチド配列に関連して、「同一の(identical)」又は%「同一性(identity)」という用語は、BLAST又はBLAST 2.0配列比較アルゴリズムを下記のデフォルトパラメータで用いて測定した場合、もしくは手作業で並置し及び目視検査した場合に、同じであるか、又は同じであるアミノ酸残基もしくはヌクレオチドの特定の割合(すなわち、比較ウインドウについて又は指定された領域について最大一致するように比較及び並置した場合に、特定の領域について、約60%同一性、好ましくは70%、75%、80%、85%、90%、91%、92%、93%、94%、95%、96%、97%、98%、99%、又はそれよりも高い同一性)を有するような、2種以上の配列又は部分配列を意味する(例えば、NCBIウェブサイト、http://www.ncbi.nlm.nih.gov/BLAST/などを参照)。その後このような配列は「実質的に同じ」と称される。この同定は、試験配列の相補物(compliment)とも称され、もしくはそれに適用することができる。この定義は更に、欠失及び/又は付加を有する配列に加え、置換を有するもの、更には天然の例えば多型変種又は対立遺伝子変種、並びに人工の変種も含む。以下に説明するように、好ましいアルゴリズムは、ギャップなどを説明することができる。好ましくは同一性は、長さが少なくとも約25個のアミノ酸又はヌクレオチドである領域について、もしくはより好ましくは長さが50〜100個のアミノ酸又はヌクレオチドである領域について存在している。
【0066】
配列比較のために、典型的にはひとつの配列が、参照配列として働き、これと試験配列が比較される。配列比較アルゴリズムを使用する場合、試験配列及び参照配列がコンピュータに入力され、必要ならば部分配列座標が指定され、及び配列アルゴリズムプログラムパラメータが指定される。好ましくは、デフォルトのプログラムパラメータを使用するか、又は別のパラメータを指定することができる。次にこの配列比較アルゴリズムは、プログラムパラメータを基に、試験配列について、参照配列に対する配列同一性の割合を計算する。
【0067】
本明細書において使用される「比較ウインドウ」には、典型的には20〜600個、通常約50〜約200個、より一般的には約100〜約150個からなる群より選択される連続位置の数のひとつのセグメントに対して参照することが含まれ、参照においては、2種の配列を最適に並置した後、配列を連続位置が同数の参照配列と比較する。比較のための配列並置の方法は、当技術分野において周知である。比較のための配列の最適な並置は、例えばスミス(Smith)及びウォーターマン(Waterman)のローカルホモロジーアルゴリズム(Adv. Appl. Math.、2:482(1981))、ニードルマン(Needleman)及びブンシュ(Wunsch)のホモロジーアラインメントアルゴリズム(J. Mol. Biol.、48:443(1970))、ピアソン(Pearson)及びリプマン(Lipman)の類似性検索法(Proc. Natl. Acad. Sci. USA、85:2444(1988))、これらのアルゴリズムのコンピュータによる実行(Wisconsin Genetics Software Package中のGAP、BESTFLT、FASTA、及びTFASTA、Genetics Computer Group、575 Science Dr., Madison, WI)、又は手作業による並置及び目視検査により行うことができる(例えば、「分子生物学最新プロトコール(Current Protocols in Molecular Biology)」(Ausubelら編、1995年、補遺)参照)。
【0068】
%配列同一性及び配列類似性を決定するのに適しているアルゴリズムの好ましい例は、BLAST及びBLAST 2.0アルゴリズムを含み、これらはAltschulらの論文(Nuc. Acids Res.、25:3389−3402(1977))及びアルツシュル(Altschul)らの論文(J. Mol. Biol.、215:403410(1990))に記されている。BLAST及びBLAST 2.0は、本明細書に記したパラメータと共に使用され、本発明の核酸及びタンパク質に関する%配列同一性が決定される。BLAST解析を行うためのソフトウェアは、米国バイオテクノロジー情報センター(NCBI)(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/)から公に入手可能である。このアルゴリズムは、最初に、データベース配列中の同じ長さのワード(word)を並置した場合にいくつかの正値閾値スコアTにマッチするか又は満足するかのいずれかである、問い合わせ配列中の長さWの短いワードを同定することにより、高スコアリングセグメント対(HSP)を同定することに関与する。Tは、隣接ワードスコア閾値と称される(Altschulら、前掲)。これらの初期隣接ワードヒットは、これらを含むより長いHSPを見つけるために検索を開始する際の種として作用する。これらのワードヒットは、累積アラインメントスコアが増大し得る限りは、各配列に沿って両方向へ拡張される。累積スコアは、例えばヌクレオチド配列については、パラメータM(マッチする残基対のリウォード(reward)スコア;常に>0)及びN(ミスマッチ残基のペナルティー(penalty)スコア;常に<0)を用い算出される。アミノ酸配列について、スコアマトリックスを用い、累積スコアを算出した。各方向のワードヒットの拡張は、以下の場合に停止した:累積アラインメントスコアがその最大達成値からX量下落した場合;1種又は複数の負のスコア化(negative−scoring)残基アラインメントのために、累積スコアがゼロ又はそれ以下になった場合;もしくは、配列のいずれかの端に達した場合。BLASTアルゴリズムパラメータであるW、T及びXは、並置の感度及びスピードを決定する。BLASTNプログラム(ヌクレオチド配列について)は、デフォルトとして、ワード長(W)11、期待値(E)10、M=5、N=−4及び両鎖の比較を用いた。アミノ酸配列について、BLASTPプログラムは、デフォルトとして、ワード長3、及び期待値(E)10を用い、並びにBLOSUM62スコアマトリックス(Henikoff及びHenikoff、Proc. Natl. Acad. Sci. USA、89:10915(1989)参照)アラインメント(B)50、期待値(E)10、M=5、N=−4、及び両鎖の比較を用いた。
【0069】
BLASTアルゴリズムは更に、2つの配列間の類似性について統計解析も行った(例えば、Karlin及びAltschul、Proc. Natl. Acad. Sci. USA、90:5873−5787(1993)参照)。BLASTアルゴリズムにより提供された類似性のひとつの測定は、最小和確率(smallest sum probability)(P(N))であり、これにより2つのヌクレオチド又はアミノ酸の配列間でマッチが偶然生じる確率の指標が提供される。例えば、試験核酸と参照核酸の比較における最小和確率が約0.2未満、より好ましくは約0.01未満、及び最も好ましくは約0.001未満である場合に、核酸は、参照配列に類似しているとみなされる。対数値は、負数よりも大きく、例えば5、10、20、30、40、40、70、90、110、150、170などである。
【0070】
実質的に同じである2つの核酸配列又はポリペプチドの同定は、以下に説明したように、第一の核酸でコードされたポリペプチドが第二の核酸によりコードされたポリペプチドに対して生じた抗体と免疫学的に交差反応することである。従って、例えばこれらの2個のペプチドは、保存的置換によってのみ異なる場合、ポリペプチドは、典型的には第二のポリペプチドと実質的に同じである。2個の核酸配列が実質的に同じである別の指標は、以下に説明するように、2個の分子又はそれらの相補体がストリンジェントな条件下で互いにハイブリダイズすることである。更に2個の核酸配列が実質的に同じである別の指標は、同じプライマーをこれらの配列の増幅に使用することができることである。
【0071】
「宿主細胞」は、天然の細胞又は発現ベクターを含む形質転換された細胞であり、発現ベクターの複製又は発現を支援している。宿主細胞は、培養された細胞、外植片、インビボにおける細胞などがありうる。宿主細胞は、大腸菌のような原核細胞、又は酵母、昆虫、両生類もしくは哺乳類の細胞のような真核細胞であってもよく、例としてCHO、HeLaなどがある(例えば、アメリカン・タイプ・カルチャー・コレクションのカタログ又はウェブサイト(www.atcc.org)を参照)。
【0072】
「単離された」、「精製された」又は「生物学的に純粋」という用語は、その未変性状態において認められるような通常不随している成分を実質的又は本質的に含まない材料を意味する。純度及び均質性は、典型的にはポリアクリルアミドゲル電気泳動又は高速液体クロマトグラフィーのような分析化学技術を用いて決定される。調製物中に存在する主要種であるタンパク質又は核酸は、実質的に精製される。特に、単離された核酸は、遺伝子に自然にフランキングしかつその遺伝子によりコードされるタンパク質以外のタンパク質をコードしている一部のオープンリーディングフレームから分離されている。一部の態様において「精製された」という用語は、核酸又はタンパク質が電気泳動ゲルにおいて本質的に1本のバンドで出現することを意味する。好ましくは、これは核酸又はタンパク質が、少なくとも85%の純度、より好ましくは少なくとも95%の純粋、及び最も好ましくは少なくとも99%の純度であることを意味する。別の態様において「精製する」又は「精製」とは、精製されるべき組成物から少なくとも1種の夾雑物を除去することを意味する。この意味において、精製は、精製された化合物が均質、例えば100%の純度であることを必要としない。
【0073】
「ポリペプチド」、「ペプチド」及び「タンパク質」という用語は、本明細書においてアミノ酸残基のポリマーを意味するように互換的に使用される。これらの用語は、1個又は複数のアミノ酸残基が、対応する天然のアミノ酸の人工的な化学擬似物(mimetics)であるアミノ酸ポリマーに加え、天然のアミノ酸ポリマーで修飾された残基、及び非天然のアミノ酸ポリマーを含むものに適用される。
【0074】
「アミノ酸」という用語は、天然及び合成のアミノ酸に加え、天然のアミノ酸と同様に機能するアミノ酸類似体及びアミノ酸擬似物を意味する。天然のアミノ酸は、遺伝暗号によりコードされたものに加え、後に修飾されるアミノ酸、例えばヒドロキシプロリン、γ−カルボキシグルタミン酸、及びO−ホスホセリンなどである。アミノ酸類似体は、天然のアミノ酸と同じ基本的化学構造、例えば、水素、カルボキシル基、アミノ基、及びR基に結合したα炭素を有する化合物、例えばホモセリン、ノルロイシン、メチオニンスルホキシド、メチオニンメチルスルホニウムなどを意味する。このような類似体は、修飾されたR基(例えばノルロイシン)又は修飾されたペプチド骨格を有するが、天然のアミノ酸と同じ基本的化学構造は維持している。アミノ酸擬似物とは、アミノ酸の一般的化学構造とは異なる構造を有するが、天然のアミノ酸と同様に機能する化学化合物を意味する。
【0075】
本明細書においてアミノ酸は、それらの通常知られている3文字表記又はIUPAC−IUBの生化学命名に関する委員会(Biochemical Nomenclature Commission)が推奨している1文字表記のいずれかで表記することができる。同様にヌクレオチドは、通常受け入れられている1文字コードで表記することができる。
【0076】
「保存的に修飾された変種」は、アミノ酸配列及び核酸配列の両方に適用される。特定の核酸配列に関して、保存的に修飾された変種は、同じもしくは本質的に同じアミノ酸配列をコードしているような核酸、又は核酸がアミノ酸配列をコードしていないような場合は本質的に同じ又は関連した配列、例えば天然のコンティグ配列に言及している。遺伝暗号の縮重のために、ほとんどのタンパク質は、非常に多数の機能的に同じ核酸でコードされている。例えば、コドンGCA、GCC、GCG及びGCUは全て、アミノ酸アラニンをコードしている。従って、アラニンがコドンにより特定化される位置毎に、そのコドンは、コードされたポリペプチドを変更することなく、説明された対応する別のコドンに変更することができる。このような核酸の変異は「サイレント変異」であり、これは保存的に修飾された変異の一種である。本明細書のポリペプチドをコードしているどの核酸配列も、核酸のサイレント変異を説明している。当業者は、ある状況において、核酸の各コドン(通常メチオニンに対してのみのコドンであるAUG、及び通常トリプトファンに対するのみのコドンであるTGGを除く)を修飾し、機能的に同じ分子を得ることができることを認めるであろう。従って、ポリペプチドをコードしている核酸のサイレント変異は、発現産物に関して説明された配列の暗示であるが、実際のプローブ配列についてはそうではないことが多い。
【0077】
アミノ酸配列に関する限りは、当業者は、コードされた配列中の1個のアミノ酸又は小さい割合のアミノ酸を変更、付加又は欠失する核酸、ペプチド、ポリペプチド又はタンパク質配列への個々の置換、欠失又は付加は、この変更がアミノ酸の化学的に類似したアミノ酸との置換を生じる「保存的に修飾された変種」であることを認めるであろう。機能的に類似したアミノ酸を供する保存的置換の表は、当技術分野において周知である。このような保存的に修飾された変種は、本発明の多型変種、種間相同体、及び対立遺伝子に加えられるが、これらを排除するものではなく、典型的には以下の互いの保存的置換である:1)アラニン(A)、グリシン(G);2)アスパラギン酸(D)、グルタミン酸(E);3)アスパラギン(N)、グルタミン(Q);4)アルギニン(R)、リシン(K);5)イソロイシン(I)、ロイシン(L)、メチオニン(M)、バリン(V);6)フェニルアラニン(F)、チロシン(Y)、トリプトファン(W);7)セリン(S)、トレオニン(T);及び8)システイン(C)、メチオニン(M)(例えば、Creightonの「タンパク質(Proteins)」(1984)を参照)。
【0078】
ポリペプチド構造のような巨大分子構造は、組織化(organization)の様々なレベルに関して説明することができる。この組織化に関する一般的考察については、例えば、アルバーツ(Alberts)らの「細胞の分子生物学(Molecular Biology of the Cell」(第3版、1994)及びカンター(Cantor)及びシメール(Schimmel)の「生物物理化学(Biophysical Chemistry)」のパートI:生物学的巨大分子のコンホメーション(1980)を参照のこと。「一次構造」とは、特定のペプチドのアミノ酸配列を意味する。「二次構造」とは、ポリペプチド内で局所的に配列された三次元構造を意味する。これらの構造は、通常ドメインとして知られている。ドメインは、そのポリペプチドのコンパクトな単位を形成することが多いポリペプチドの一部であり、典型的には25〜およそ500個のアミノ酸長である。典型的ドメインは、βシート及びαヘリックスの伸展といった、より少ない組織化の区画で作り上げられる。「三次構造」とは、ポリペプチドモノマーの完全な三次元構造を意味する。「四次構造」とは、通常独立した三次元単位の非共有結合の会合により構成された三次元構造を意味する。異方性の用語は、エネルギー用語としても知られている。
【0079】
本発明において使用される「核酸」又は「オリゴヌクレオチド」又は「ポリヌクレオチド」又は文法上の同等物は、互いに共有結合した少なくとも2個のヌクレオチドを意味する。オリゴヌクレオチドは、典型的には、約5、6、7、8、9、10、12、15、25、30、40、50個又はそれ以上のヌクレオチド長、最大約100個のヌクレオチド長である。核酸及びポリヌクレオチドは、より長い長さ、例えば200、300、500、1000、2000、3000、5000、7000、10,000個などを含む、いずれかの長さのポリマーである。本発明の核酸は、一般にホスホジエステル結合を含むが、場合によっては例えばホスホロアミデート、ホスホロチオエート、ホスホロジチオエート、又はO−メチルホスホロアミデート連結(Eckstein、「オリゴヌクレオチド及び類似体:実践的方法(Oligonucleotide and Analogues: A Practical Approach)」、Oxford University Press社を参照);並びに、ペプチド核酸骨格及び連結などを含む代わりの骨格を有することができる核酸類似体が含まれるであろう。他の核酸類似体は、正の骨格(positive backbone);非イオン性骨格、及び非リボース骨格を伴う核酸類似体を含み、これは米国特許第5,235,033号及び第5,034,506号に開示された核酸類似体、並びにASCシンポジウムシリーズ580「アンチセンス検索における糖修飾(Carbohydrate Modifications in Antisense Research)」6及び7章、サンギ(Sanghui)及びクック(Cook)編に記載の核酸類似体を含む。1種又は複数の炭素環式糖を含む核酸も、核酸のひとつの定義中に含まれる。リボース−リン酸骨格の修飾は、例えば、生理的環境におけるこのような分子の安定性及び半減期を増すために、もしくはバイオチップのプローブとしてなど、様々な理由から行いうる。天然の核酸及び類似体の混合物を作成することができ;あるいは、様々な核酸類似体の混合物、及び天然の核酸及び類似体の混合物を作成することができる。
【0080】
このような核酸類似体に関する様々な参考文献が明らかにされており、これらは、例えば、ホスホロアミデート結合(Beaucageら、Tetrahedron、49(10):1925(1993)及びその中の参考文献;Letsinger、J. Org. Chem.、35:3800(1970);Sprinzlら、Eur. J. Biochem.、81:579(1977);Letsingerら、Nucl. Acids Res.、14:3487(1986);Sawaiら、Chem. Lett.、805(1984)、Letsingerら、J. Am. Chem. Soc.、110:4470(1988);及び、Pauwelsら、Chemica Scripta、26:141(1986))、ホスホロチオエート結合(Mag ら、Nucleic Acids Res.、19:1437(1991);及び、米国特許第5,644,048号)、ホスホロジチオエート結合(Briuら、J. Am. Chem. Soc.、111:2321(1989))、O−メチルホスホロアミダイト結合(Eckstein、「オリゴヌクレオチド及び類似体:実践的方法(Oligonucleotides and Analogues:A Practical Approach)」、Oxford University Press社参照)、及びペプチド核酸骨格及び結合(Egholm、J. Am. Chem. Soc.、114:1895(1992);Meierら、 Chem. Int. Ed. Engl.、31:1008(1992);Nielsen、Nature、365:566(1993);Carlssonら、Nature、380:207(1996)参照、全て本明細書に参照として組入れられている)を含む。その他の核酸類似体は、正の骨格(Denpcyら、Proc. Natl. Acad. Sci. USA、92:6097(1995));非イオン性骨格(米国特許第5,386,023号、第5,637,684号、第5,602,240号、第5,216,141号及び第4,469,863号;Kiedrowshiら、Angew. Chem. Intl. Ed. English、30:423(1991);Letsingerら、J. Am. Chem. Soc.、110:4470(1988);Letsingerら、Nucleoside & Nucleotide、13:1597(1994);ASCシンポジウムシリーズ580、「アンチセンス検索における糖修飾(Carbohydrate Modifications in Antisense Research)」2及び3章、Y.S. Sanghui及びP. Dan Cook編;Mesmaekerら、Bioorganic & Medicinal Chem. Lett.、4:395(1994);Jeffsら、J. Biomolecular NMR、34:17(1994);Tetrahedron Lett.、37:743(1996))、及び非リボース骨格で、米国特許第5,235,033号及び第5,034,506号、並びに、ASCシンポジウムシリーズ580、「アンチセンス検索における糖修飾(Carbohydrate Modifications in Antisense Research)」6及び7章、サンギ(Y.S. Sanghui)及びクック(P. Dan Cook)編に記されたものを含む。1個又は複数の炭素環式糖含む核酸も、核酸のひとつの定義に含まれる(Jenkinsら、Chem. Soc. Rev.、169−176(1995)参照)。いくつかの核酸類似体が、Rawls, C & E News、1997年6月2日号、35頁に記されている。これらの参考文献は全て本明細書に参照として明確に組入れられている。
【0081】
特に好ましいのは、ペプチド核酸類似体を含むペプチド核酸(PNA)である。天然の核酸の高度に帯電したホスホジエステル骨格とは対照的に、これらの骨格は、中性条件下で実質的に非イオン性である。このことは2つの利点を生じる。第一にPNA骨格は、改善されたハイブリダイゼーション速度論を示す。PNAは、ミスマッチの塩基対を完全にマッチした塩基対と比べ融点(T)に関してより大きい変化を有する。DNA及びRNAは、内部ミスマッチに関して、典型的にはTの2〜4℃の低下を示す。非イオン性PNA骨格によるこの低下は7〜9℃に近い。同様に、それらの非イオン性の性質のために、これらの骨格に結合した塩基のハイブリダイゼーションは、塩濃度に対し比較的感度が悪い。加えて、PNAは、細胞酵素により分解されず、その結果、より安定であることができる。
【0082】
核酸は、特定すると、1本鎖又は2本鎖であることができ、もしくは、1本鎖又は2本鎖の両配列の一部を含むことができる。当業者には理解されるように、1本鎖の描写は、相補鎖の配列も定義し;従って、本明細書に記載の配列は、その配列の相補物も提供する。この核酸は、ゲノム及びcDNAの両方のDNA、RNA又は核酸がデオキシリボヌクレオチド及びリボヌクレオチドの組合せを含むことができるハイブリッド、並びに、ウラシル、アデニン、チミン、シトシン、グアニン、イノシン、キサンチン、ヒポキサンチン、イソシトシン、イソグアニンなどを含む塩基の組合せであることができる。「転写物」は、典型的には天然のRNA、例えばpre−mRNA、hnRNA、又はmRNAなどを意味する。本明細書において使用されるように、「ヌクレオシド」という用語は、ヌクレオチド並びにヌクレオシド類似体及びヌクレオチド類似体、並びにアミノ修飾されたヌクレオシドのような修飾されたヌクレオシドを含む。加えて、「ヌクレオシド」は、非天然の類似体構造を含む。従って例えば各々塩基を含む、ペプチド核酸の個別の単位は、本明細書においてヌクレオシドと称される。
【0083】
「標識」又は「検出可能部分」は、顕微鏡的、光化学的、生化学的、免疫化学的、化学的又は他の物理的手段により検出可能な組成物である。例えば、有用な標識は、蛍光色素、高電子密度試薬、酵素(例えば通常ELISAにおいて使用されるもの)、ビオチン、ジゴキシゲニン、又はハプテン並びに例えばペプチドへの放射性標識の組込みにより検出可能に作成されたもしくはこのペプチドと特異的に反応する抗体を検出するために使用されるようなタンパク質もしくは他の実体を含む。放射性同位元素は、例えば3H、14C、32P、35S、又は125Iでありうる。場合によっては、特に本発明のタンパク質に対する抗体を使用し、下に説明するように、これらの放射性同位元素を毒性部分として使用することができる。これらの標識は、前立腺癌の核酸、タンパク質及び抗体にいずれかの位置で組込むことができる。抗体を標識へ複合する当技術分野において公知のいずれかの方法を使用することができ、これらはハンター(Hunter)ら、Nature、144:945(1962);デビッド(David)ら、Biochemistry、13:1014(1974);ペイン(Pain)ら、J. Immunol. Meth.、40:219(1981);及び、ニグレン(Nygren)、J. Histochem. and Cytochem.、30:4O7(1982)に記載の方法を含む。放射標識されたペプチド又は放射標識された抗体組成物の寿命は、放射標識されたペプチド又は抗体を安定化し及びその分解を妨害する物質の添加により延長することができる。米国特許第5,961,955号に開示された物質を含む、放射標識されたペプチド又は抗体を安定化する物質又は物質の組合せのいずれかを使用することができる。
【0084】
「エフェクター」又は「エフェクター部分」又は「エフェクター成分」は、リンカーもしくは化学結合を介して共有的に、又はイオン結合、ファンデルワールス結合、静電結合もしくは水素結合を介して非共有的に、抗体に結合した(又は連結、もしくは複合した)分子である。「エフェクター」は、例えば、放射性化合物、蛍光化合物、酵素又は基質、エピトープタグのようなタグ、毒素を含む検出部分;化学療法剤のような活性化部分;リパーゼ;抗生物質;又は、例えば「硬(hard)」β線を放出する放射性同位元素を含む様々な分子であることができる。
【0085】
「標識した核酸プローブ又はオリゴヌクレオチド」は、プローブへ結合した標識の存在の検出によりプローブの存在が検出されるように、リンカー又は化学結合を介して共有結合的に、又はイオン結合、ファンデルワールス結合、静電結合又は水素結合を介して非共有結合的に、標識に結合したものである。あるいは、高親和性相互作用を使用する方法は、例えばビオチン、ストレプトアビジンのような、結合パートナー対の一方が他方へ結合するような同じ結果を実現することができる。
【0086】
本明細書において使用される「核酸プローブ又はオリゴヌクレオチド」は、1種又は複数種の化学結合を介し、通常は相補的塩基対形成を介し、通常は水素結合形成を介し、相補的配列の標的核酸へ結合することが可能な核酸として定義される。本明細書において使用されるように、プローブは、天然の塩基(すなわち、A、G、C、もしくはT)又は修飾された塩基(7−デアザグアノシン、イノシンなど)を含むことができる。加えて、プローブ中の塩基は、それがハイブリダイゼーションを機能的に妨害しない限りは、ホスホジエステル結合以外の結合により連結される。従って、例えばプローブは、構成的塩基がホスホジエステル結合以外のペプチド結合により連結されているようなペプチド核酸であることができる。当業者には、これらのプローブは、ハイブリダイゼーション条件のストリンジェンシーに応じて、プローブ配列との完全な相補性を欠いている標的配列に結合することができることは理解されるであろう。これらのプローブは、同位元素、発色団、発ルミネセンス団、色原体により直接標識されるか、もしくは例えばストレプトアビジン複合体が後に結合するビオチンにより、間接的に標識されることが好ましい。プローブの存在又は非存在をアッセイすることにより、選択された配列又は部分配列の存在又は非存在を検出することができる。診断又は予後判定は、ゲノムレベルでの、又はRNAもしくはタンパク質発現レベルで基礎とされうる。
【0087】
「組換え体」という用語は、細胞、又は核酸、タンパク質、もしくはベクターに関して使用される場合、細胞、核酸、タンパク質又はベクターが、異種核酸もしくはタンパク質の導入又は未変性の核酸もしくはタンパク質の変更により修飾されていること、もしくは細胞がそのように修飾された細胞に由来することを示す。従って、例えば組換細胞は、未変性(native)の(非組換え)型細胞では認められない遺伝子を発現しているか、もしくはさもなければ異常発現されるか、過小発現されるか又は全く発現されない未変性の遺伝子を発現している。本明細書において「組換え核酸」という用語は、自然には通常認められない形状の、概して、核酸の操作、例えばポリメラーゼ及びエンドヌクレアーゼの使用により、当初インビトロにおいて形成された核酸を意味する。この方法において、異なる配列の操作可能な連結が実現される。従って、線状型で単離された核酸、又は通常は結合されないDNA分子のライゲーションによりインビトロにおいて形成された発現ベクターは、両方とも本発明の目的に関して組換え体と見なされる。一旦組換え核酸が作出され、宿主細胞又は生体に再導入されたならば、これは、非組換え的に、すなわちインビトロ操作ではなくむしろ宿主細胞のインビボ細胞機構を用いて複製する;しかし、このような核酸は、一度組換え的に作出され、その後非組換え的に複製するとしても、依然本発明の目的に関して組換え体と見なされることは理解される。同様に、「組換えタンパク質」は、組換え技術を用いて、すなわち前述の組換核酸の発現により作出されたタンパク質である。
【0088】
「異種」という用語は、核酸の一部に関して使用される場合、この核酸が、通常は天然においては互いに同じ関係では認められない2種以上の部分配列を含むことを示している。例えば核酸は、典型的には組換えにより作出され、例えばひとつの給源からのプロモーター及び別の給源からのコード領域のように、例えば新たな機能性核酸を作成するようにアレンジされた無関係の遺伝子由来の2種以上の配列を有する。同様に、異種タンパク質は、天然においては互いに同じ関係では認められない2種以上の部分配列を意味することが多い(例えば、融合タンパク質)。
【0089】
「プロモーター」は、核酸の転写を指示する核酸制御配列のアレイとして定義される。本明細書において使用されるように、プロモーターは、ポリメラーゼII型プロモーターの場合、TATAエレメントのような、転写開始部位近傍の必要な核酸配列を含む。プロモーターは、任意にこれは転写開始部位から数千個も離れた塩基対に位置する遠位エンハンサー又はリプレッサーエレメントも含むことができる。「構成的」プロモーターは、ほとんどの環境的及び発生的条件下で活性があるプロモーターである。「誘導可能な」プロモーターは、環境的又は発生的な調節下で活性があるプロモーターである。「操作可能な連結」という用語は、核酸発現制御配列(プロモーター、又は転写因子結合部位のアレイなど)と第二の核酸配列の間の機能性連結を意味し、ここで発現制御配列は、第二の配列に相当する核酸の転写を指示する。
【0090】
「発現ベクター」は、宿主細胞における特定の核酸の転写を可能にする一連の特定化された核酸エレメントを伴う、組換え的又は合成的に作出された核酸構築物である。発現ベクターは、プラスミド、ウイルス又は核酸断片の一部であることができる。典型的には、発現ベクターは、プロモーターへ操作可能に連結された転写されるべき核酸を含む。
【0091】
「選択的(又は特異的)にハイブリダイズする」という語句は、核酸及び他の生物学的なもの(biologics)の不均一集団(例えば総細胞又はDNAもしくはRNAのライブラリー)における、ヌクレオチド配列の存在の決定要因である特定のヌクレオチド配列へ、分子が結合、二重化又はハイブリダイズすることを意味する。同様に抗体への「特異的(又は選択的)結合」もしくは「特異的(又は選択的)免疫反応」という語句は、タンパク質又はペプチドに関して述べる場合、タンパク質及び他の生物学的なものの不均一集団における、タンパク質の存在の決定要因である結合反応を意味する。従って、指定されたイムノアッセイ条件下又は核酸ハイブリダイゼーション条件下で、特定化された抗体又は核酸プローブは、特定のタンパク質ヌクレオチド配列に、バックグラウンドの少なくとも2倍、より典型的にはバックグラウンドの10〜100倍で結合する。
【0092】
このような条件下での抗体への特異的結合は、特定のタンパク質に関するその特異性について選択される抗体を必要としている。例えば、特定のタンパク質、多型変種、対立遺伝子、オルソログ、及び保存的に修飾された変種、もしくはスプライシング変種、又はそれらの一部に対して生じたポリクローナル抗体を選択し、望ましい前立腺癌タンパク質とは特異的に免疫反応性であるが他のタンパク質とはそうではないようなポリクローナル抗体のみを得ることができる。この選択は、他の分子と交差反応する抗体を差し引くことにより実現することができる。様々なイムノアッセイ様式を用い、特定のタンパク質と特異的に免疫反応性である抗体を選択することができる。例えば、固相ELISAイムノアッセイ法は、タンパク質と特異的に免疫反応性である抗体を選択するために日常的に使用される(特異的免疫反応性を決定するために使用することができるイムノアッセイ様式及び条件の説明については例えば、ハーロウ(Harlow)及びレーン(Lane)、「抗体:実験マニュアル(Antibodies、A Laboratory Manual)」(1988)を参照のこと)。
【0093】
「ストリンジェントなハイブリダイゼーション条件」という語句は、プローブが、典型的には核酸の複合混合物中のそれの標的部分配列へはハイブリダイズするが、他の配列にはしないような条件を意味する。ストリンジェントな条件は、配列によって決まり、かつ異なる環境においては異なるであろう。より長い配列は、より高温で特異的にハイブリダイズする。核酸のハイブリダイゼーションへの広範な指針は、ティッセン(Tijssen)、「生化学及び分子生物学の技術−核酸ブローブとのハイブリダイゼーション(Techniques in Biochemistry and Molecular Biology−−Hybridization with Nucleic Probes)」、「ハイブリダイゼーションの原理及び核酸アッセイ戦略の概略(Overview of principles of Hybridization and the strategy of nucleic asid assays)」(1993)を参照のこと。一般に、ストリンジェントな条件は、指定されたイオン強度のpHにおいて、特異的配列の融点(T)よりも約5〜10℃低いように選択される。このTは、標的に相補的なプローブの50%が、平衡化した時点で標的配列へハイブリダイズする温度(指定されたイオン強度、pH及び核酸濃度での温度)である(Tで標的配列は過剰に存在し、プローブの50%は平衡化時点で占拠される)。ストリンジェントな条件とは、塩濃度が、pH7.0〜8.3において、約1.0Mナトリウムイオン未満、典型的には約0.01〜1.0Mナトリウムイオン濃度(又は他の塩)であり、並びに温度が短プローブ(例えば、10〜50ヌクレオチド)について低くとも約30℃、及び長プローブ(例えば50ヌクレオチドより長い)について低くとも約60℃である。ストリンジェントな条件は、ホルムアミドのような不安定化剤の添加によっても実現することができる。選択的又は特異的ハイブリダイゼーションに関して、陽性シグナルは、バックグラウンドの少なくとも2倍であり、好ましくはバックグラウンドハイブリダイゼーションの10倍である。例示的ストリンジェントなハイブリダイゼーション条件は以下のものである:50%ホルムアミド、5xSSC、及び1%SDS、42℃でのインキュベーション、又は、5xSSC、1%SDS、65℃でのインキュベーション、0.2xSSCによる洗浄、65℃での0.1%SDSである。PCRに関して、約36℃の温度は、典型的には低ストリンジェンシー増幅であるが、アニーリング温度は、プライマー長に応じて約32℃〜48℃で変動することができる。高ストリンジェンシーPCR増幅に関して、約62℃の温度が典型であるが、高ストリンジェンシーアニーリング温度は、プライマー長及び特異性に応じて、約50℃〜約65℃までの範囲であることができる。典型的には、高及び低の両ストリンジェンシー増幅に関するサイクル条件は、90℃〜95℃の30秒〜2分の変性相、30秒〜2分続くアニーリング相、及び約72℃で1〜2分の伸長相を含む。低及び高ストリンジェンシー増幅反応のプロトコール及び指針は、例えばInnisらの「PCRプロトコール:方法及び適用の指針(PCR Protocols, A Guide to Methods and Applications)、(1990)、Academic Press社、N.Y.)に提供されている。.
【0094】
ストリンジェントな条件下では互いにハイブリダイズしない核酸は、それがコードしているこれらのポリペプチドが実質的に同じである場合は、依然実質的に同じである。これは、例えば核酸のコピーが遺伝暗号によりもたらされる最大のコドン縮重を用いて作成される場合に生じる。このような場合、核酸は、典型的には、中等度のストリンジェントなハイブリダイゼーション条件下でハイブリダイズする。例えば「中等度にストリンジェントなハイブリダイゼーション条件」は、40%ホルムアミド、1M NaCl、1%SDSの緩衝液中での、37℃でのハイブリダイゼーション、及び1xSSC中45℃での洗浄を含む。陽性ハイブリダイゼーションは、バックグラウンドの少なくとも2倍である。当業者は、選択的(alternative)ハイブリダイゼーション及び洗浄条件を利用し、類似したストリンジェンシーの条件を提供することができることを容易に認識すると思われる。ハイブリダイゼーションパラメータの決定に関する追加の指針は、多くの参考文献に提供されており、例えばオースベル(Ausubel)らの 「最新分子生物学プロトコール(Current Protocols in Molecular Biology)」に記されている。
【0095】
前立腺癌タンパク質の活性を変調する化合物の試験に関するアッセイ法についての文脈上、「機能的作用」という語句は、前立腺癌を減少する能力のような、例えば機能的、物理的又は化学的作用のような、前立腺癌タンパク質又は核酸の間接的又は直接的影響下にあるパラメータを決定することを含む。これは、リガンド結合活性;軟寒天上での細胞成長;足場依存性;成長の接触阻止及び密度限界;細胞増殖;細胞の悪性転換;成長因子又は血清依存性;腫瘍特異マーカーレベル;マトリゲル(Matrigel)への浸潤性;インビボにおける腫瘍成長及び転移;転移を受けている細胞におけるmRNA及びタンパク質発現、及び前立腺癌細胞の他の特徴を含む。「機能的作用」は、インビトロ、インビボ、及びエクスビボ活性を含む。
【0096】
「機能的作用の決定」とは、例えば機能的、酵素的、物理的又は化学的作用のような、前立腺癌タンパク質配列の間接的又は直接的影響下で、パラメータが増大又は減少する化合物をアッセイすることを意味する。このような機能的作用は、当業者に公知のいずれかの手段、例えば、タンパク質の分光学的特徴(例えば、蛍光、吸光度、屈折率)、水力学的特徴(例えば、形状)、クロマトグラフィー又は溶解度特性の変化、前立腺癌タンパク質の誘導可能なマーカー又は転写活性化の測定;結合活性の測定又は結合アッセイ法、例えば抗体又は他のリガンドへの結合、並びに細胞増殖の測定により決定することができる。前立腺癌に対する化合物の機能的作用の決定も、当業者に公知のインビトロアッセイ法のような前立腺癌アッセイ法を用いて行うことができ、例えば軟寒天上での細胞成長;足場依存性;成長の接触阻止及び密度限界;細胞増殖;細胞の悪性転換;成長因子又は血清依存性;腫瘍特異マーカーレベル;マトリゲルへの浸潤性;インビボにおける腫瘍成長及び転移;転移を受けている細胞におけるmRNA及びタンパク質発現、及び前立腺癌細胞の他の特徴を含む。この機能的作用は、当業者に公知の多くの手段により評価することができ、例えば形態学的特徴の変化の定量的又は定性的測定のための顕微鏡検査、前立腺癌に関連した配列のRNA又はタンパク質レベルの変化の測定、RNA安定性の測定、例えば化学発光、蛍光、比色反応、抗体結合、誘導可能なマーカー、及びリガンド結合アッセイ法などによる、下流またはレポーター遺伝子発現(CAT、ルシフェラーゼ、β−gal、GFPなど)の同定である。
【0097】
前立腺癌ポリヌクレオチド及びポリペプチド配列の「インヒビター」、「アクチベーター」及び「モジュレーター」は、前立腺癌ポリヌクレオチド配列及びポリペプチド配列のインビトロアッセイ法及びインビボアッセイ法を用いて同定された分子又は化合物の活性化、阻害又は変調に関して使用される。インヒビターは、例えば、前立腺癌タンパク質に結合し、活性を部分的又は全体的にブロックし、活性又は発現を低下、妨害、活性化の遅延、失活、減感又はダウンレギュレートする化合物、例えばアンタゴニストである。アンチセンス核酸は、タンパク質の発現及びその後の機能を阻害するように見える。「アクチベーター」は、前立腺癌タンパク質活性を増大、開放(open)、活性化、促進、活性増強、増感、作動又はアッップレギュレートする化合物である。インヒビター、アクチベーター又はモジュレーターも、前立腺癌タンパク質の遺伝的に修飾された型、例えば変更された活性を伴う型に加え、天然及び合成のリガンド、アンタゴニスト、アゴニスト、抗体、小化学分子などを含む。このようなインヒビター及びアクチベーターのアッセイ法は、例えば、インビトロ、細胞内又は細胞膜において前立腺癌タンパク質を発現すること、推定モジュレーター化合物を適用すること、及び次に活性に対する機能的作用を前述のように決定することを含む。前立腺癌細胞を試験化合物と共にインキュベーションし、表1〜16に記した配列によりコードされた前立腺癌タンパク質のような、1種又は複数の前立腺癌タンパク質、例えば1、2、3、4、5、10、15、20、25、30、40、50種又はそれ以上の前立腺癌タンパク質の発現の増加又は減少を決定することにより、前立腺癌のアクチベーター及びインヒビターを同定することもできる。
【0098】
可能性のあるアクチベーター、インヒビター、又はモジュレーターで処理することを含む前立腺癌タンパク質を含む試料又はアッセイ法は、阻害の程度を試験するために、インヒビター、アクチベーター、又はモジュレーターを含まない対照試料と比較される。対照試料(インヒビターで未処理)は、相対タンパク質活性値100%に割当てられる。ポリペプチドの阻害は、対照に対する活性値が約80%、好ましくは50%、より好ましくは25〜0%の場合に達成される。前立腺癌ポリペプチドの活性化は、対照(アクチベーターで未処理)に対する活性値が110%、より好ましくは150%、より好ましくは200〜500%(すなわち、対照に対して2〜5倍高い)、より好ましくは1000〜3000%高い場合に達成される。
【0099】
「細胞成長の変化」という語句は、増殖巣の形成)、足場非依存性、半−固形又は軟寒天成長、成長の接触阻止及び密度限界の変化、成長因子又は血清要求の喪失、細胞の形態学的変化、不死化の獲得又は喪失、腫瘍特異マーカーの獲得又は喪失、適当な動物宿主へ注入した場合の腫瘍の形成又は抑制の能力、及び/又は細胞の不死化などの、インビトロ又はインビボにおける細胞成長及び増殖の特性のあらゆる変化を意味する。例えば、フレシュニー(Freshney)、「動物細胞の培養、基本技術マニュアル(Culture of Animal Cells a Manual of Basic Technique)」、231−241頁(第3版、1994年)。
【0100】
「腫瘍細胞」は、腫瘍における前癌性、癌性、及び正常細胞を意味する。
【0101】
「癌細胞」、「悪性転換された」細胞又は組織培養物における「悪性転換」は、新規遺伝物質の取込みに必ずしも関係するものではない自然発生又は誘導された表現型の変化を意味する。悪性転換は、形質転換しているウイルスによる感染及び新規ゲノムDNAの組込み、又は外来DNAの取込みから生じるが、これは自然発生的に生じるか又は発癌性物質への曝露後に生じ、これにより内在性遺伝子が変異し得る。悪性転換は、細胞の不死化、異常な成長の制御、非形態学的変化、及び/又は悪性疾患のような、表現型の変化に関連している(例えば、Freshney、「動物細胞の培養、基本マニュアル(Culture of Animal Cells a Manual of Basic Technique)」、(第3版、1994年)参照)。
【0102】
「抗体」とは、抗原と特異的に結合及び認識する免疫グロブリン遺伝子又はそれらの断片のフレームワーク領域を含むポリペプチドを意味する。認識された免疫グロブリン遺伝子は、κ、λ、α、γ、δ、ε、及びμ定常領域遺伝子に加え、無数の免疫グロブリン可変領域遺伝子を含む。軽鎖は、κ又はλのいずれかに分類される。重鎖は、γ、μ、α、δ又はεとして分類され、これは次に各々、免疫グロブリンクラスIgG、IgM、IgA、IgD及びIgEを定義する。典型的には、抗体の抗原結合領域又はその機能的同等物は、結合の特異性及び親和性において最も重要である。ポール(Paul)の「免疫学基礎(Fundamental Immunology)」を参照のこと。
【0103】
例示的免疫グロブリン(抗体)構造単位は、四量体を含む。各四量体は、2個のポリペプチド鎖の同一対で構成され、各対はひとつの「軽」鎖(約25kD)及びひとつの「重」鎖(約50〜70kD)を有する。各鎖のN末端は、抗原認識に主に寄与する約100〜110個又はそれよりも多いアミノ酸の可変領域を定義する。これらの用語可変軽鎖(V)及び可変重鎖(V)は、各々、これらの軽鎖及び重鎖を意味する。
【0104】
抗体は、例えば無傷の免疫グロブリンとして又は様々なペプチダーゼによる消化により産生される多数のよく特徴付けられた断片として存在する。従って例えばペプシンは、ヒンジ領域のジスルフィド結合の下側で抗体を消化し、F(ab)’である、Fab二量体を形成し、これはそれ自身がジスルフィド結合によりV−C1に連結した軽鎖である。このF(ab)’は、中等度の条件下で還元され、ヒンジ領域のジスルフィド結合を破壊し、これによりF(ab)’二量体をFab’単量体へ転化する。Fab’単量体は、本質的にヒンジ領域の一部を伴うFabである(「基礎免疫学」参照(Paul編、第3版、1993年))。様々な抗体断片は、完全な抗体の消化に関して定義されるが、当業者は、このような断片は化学的又は組換えDNA技法を用いるかのいずれかで新規(de novo)に合成され得ることを理解するであろう。従って、本明細書において使用される抗体という用語は、全抗体の修飾により作成されたか又は組換えDNA技法を用い新規に合成された抗体断片(例えば、単鎖Fv)もしくはファージディスプレイライブラリーを用い同定された抗体断片のいずれかをも含む(例えば、McCaffertyら、Nature、348:552−554(1990)参照)。
【0105】
例えば組換え体、モノクローナル抗体、又はポリクローナル抗体などの抗体の調製に関して、当技術分野において公知の多くの技術を使用することができる(例えば、Kohler及びMilstein、Nature、256:495−497(1975);Kozborら、Immunology Today、4:72(1983);Coleら、77−96頁、Monoclonal Antibody and Cancer Therapy(1985);Coligan、Current Protocols in Immunology(1991);Harlow及びLane、Antibodies, A Laboratory Manual(1988);及び、Goding、Monoclonal Antibodies: Principles and Practice(第2版、1986)参照)。単鎖抗体の作成技術(米国特許第4,946,778号)は、本発明のポリペプチドに対する抗体を作出するために適用することができる。更に、トランスジェニックマウス又は他の哺乳類のようなその他の生物は、ヒト化された抗体を発現するために使用することができる。あるいは、ファージディスプレイ技術を、選択された抗原に特異的に結合する抗体及びヘテロマーFab断片を同定するために使用することができる(例えば、McCaffertyら、Nature、348:552−554(1990);Marksら、Biotechnology、10:779−783(1992)参照)。
【0106】
「キメラ抗体」は、(a)定常領域、又はそれらの一部が変更、置換又は交換され、抗原結合部位(可変領域)が異なる又は変更されたクラス、エフェクター機能及び/もしくは種の定常領域、又はキメラ抗体に、例えば、酵素、毒素、ホルモン、成長因子、薬物などの新たな特性を付与する全体が異なる分子に連結され;又は、(b)可変領域、又はそれらの一部が、異なる又は変更された抗原特異性を有する可変領域により変更、置換又は交換されるような、抗体分子である。
【0107】
前立腺癌に関連した配列の同定
ある局面において、遺伝子の発現レベルは、診断情報が望ましい様々な患者試料において発現プロフィールを提供するために決定される。特定の試料の発現プロフィールは、本質的に試料の状態の「フィンガープリント」であり;2つの状態は、同様に発現されたいずれか特定の遺伝子を有するが、多くの遺伝子の評価は、細胞の状態を特徴付けている遺伝子発現プロフィールの同時作成を可能にする。すなわち、正常組織(例えば、正常前立腺又は他の組織)は、前立腺の癌性又は転移性癌性組織から識別することができ、もしくは前立腺癌組織又は転移性前立腺癌性組織は、生存している癌患者からの前立腺の組織試料及び他の組織と比較することができる。わかっている様々な前立腺癌状態における組織の発現プロフィールを比較することにより、これらの状態の各々においてどの遺伝子が重要であるか(遺伝子の上方制御及び下方制御の両方を含む)に関する情報が得られる。
【0108】
非前立腺癌組織に対する前立腺癌において示差的に発現された配列の同定は、多くの方法でのこの情報の使用を可能にする。例えば、特定の治療方式を、評価することができ:化学療法薬は、特定の患者における前立腺癌を、従って腫瘍成長又は再発をダウン−レギュレートするように作用する。同様に、診断及び治療の転帰は、患者試料のわかっている発現プロフィールとの比較により行う又は確認することができる。転移性組織を分析し、組織の前立腺癌病期を決定することもできる。更に、これらの遺伝子発現プロフィール(又は個別の遺伝子)は、特定の発現プロフィールの模倣又は変更を視野に入れつつ、薬物候補のスクリーニングを可能にし;例えば、スクリーニングは、前立腺癌発現プロフィールを抑制する薬物について行うことができる。これは、重要な前立腺癌遺伝子のセットを含むバイオチップを作成することにより行うことができ、次にこれらのスクリーニングにおいて使用することができる。これらの方法は更に、タンパク質を基本に行うこともでき;すなわち、前立腺癌タンパク質のタンパク質発現レベルは、診断目的又は候補物質をスクリーニングするために評価することができる。加えて、前立腺癌核酸配列は、遺伝子療法目的に投与することができ、これは治療薬として投与されるアンチセンス核酸、又は前立腺癌タンパク質(抗体及び他のモジュレーターを含む)の投与を含む。
【0109】
従って本発明は、ここでは「前立腺癌配列」と称される、前立腺癌において示差的に発現された核酸及びタンパク質配列を提供する。以下に概説するように、前立腺癌配列は、前立腺癌において上方制御される(すなわち、より高いレベルで発現される)配列に加え、下方制御される(すなわち、より低いレベルで発現される)配列を含む。好ましい態様において、前立腺癌配列は、ヒトに由来するが;しかし、当業者には、他の生体の前立腺癌配列も、疾患及び薬物評価の動物モデルにおいて有用であることは理解されるであろう;従って、他の前立腺癌配列が、齧歯類(ラット、マウス、ハムスター、モルモットなど)、霊長類、家畜(ヒツジ、ヤギ、ブタ、ウシ、ウマなど)及びペットなど(イヌ、ネコなど)の哺乳類を含む脊椎動物から提供される。他の生体由来の前立腺癌配列は、以下に概説した技術を用いて得ることができる。
【0110】
前立腺癌配列は、核酸及びアミノ酸の両配列を含む。当業者に理解され、より詳細に以下に概説されるように、前立腺癌核酸配列は、様々な用途に有用であり、これは天然の核酸を検出する診断用途に加え、スクリーニング用途を含み;例えば、核酸プローブ又は選択された前立腺癌配列に対するプローブを伴うPCRマイクロタイタープレートを含むバイオチップを作成することができる。
【0111】
前立腺癌配列は、本明細書に概説した前立腺癌配列に対する実質的核酸及び/又はアミノ酸配列の相同性により、最初に同定することができる。このような相同性は、核酸又はアミノ酸配列全体を基にすることができ、及び一般的にはホモロジープログラム又はハイブリダイゼーション条件のいずれかを用い、以下に概説するように決定される。
【0112】
前立腺癌に関連した配列を同定するためには、前立腺癌スクリーニングは、典型的には、例えば、正常組織及び癌性組織、又は転移性疾患を有する患者由来の腫瘍組織試料、対、非転移性組織のような、異なる組織において同定された遺伝子の比較を含む。別の適当な組織比較は、前立腺癌試料の、例えば肺癌、乳癌、消化器癌、卵巣などの他の癌の転移性癌試料との比較を含む。異なる病期の前立腺癌、例えば生存組織、薬物耐性状態、及び転移している組織などが、核酸プローブを含むバイオチップに適用される。これらの試料は、適用可能であるならば、最初に顕微解剖(microdissect)され、かつmRNAの調製について当技術分野において公知のように処理される。適当なバイオチップが、例えばAffymetrix社から市販されている。本明細書に記載のような遺伝子発現プロフィールが作成され、そのデータが解析される。
【0113】
ある態様において、正常及び疾患状態の間に発現の変化を示す遺伝子は、他の正常組織において、好ましくは正常前立腺であるが、肺、心臓、脳、肝臓、乳房、腎臓、筋肉、結腸、小腸、大腸、脾臓、骨及び胎盤も含み、これらに限定されるものではないものにおいて発現された遺伝子と比較される。好ましい態様において、他の組織において顕著な量で発現する前立腺癌スクリーニング中に同定される遺伝子は、このプロフィールから取り除かれるが、一部の態様においては、これは不要である。すなわち、薬物がスクリーニングされる場合、通常可能性のある副作用を最小化するために、標的は疾患特異的であることが好ましい。
【0114】
好ましい態様において、前立腺癌配列は、前立腺癌において上方制御され;すなわち、これらの遺伝子の発現は、非癌性組織に比べ前立腺癌組織においてより高い。本明細書において使用される「上方制御」は、少なくとも約2倍の変化、好ましくは少なくとも約3倍の変化を意味することが多く、少なくとも約5倍又はそれよりも多いことが好ましい。本明細書における全てのunigeneクラスタ同定番号及びアクセッション番号は、GenBank配列データベースに関し、及びアクセッション番号の配列は、本明細書に参照として明確に組入れられている。GenBankは、当技術分野において公知であり、例えば、ベンソン(Benson, DA)ら、Nucleic Acids Research、26:1−7(1998)及びhttp://www.ncbi.nlm.nih.gov/を参照のこと。配列は更に、他のデータベースにおいても利用可能であり、例としてヨーロッパ分子生物学研究所(European Molecular Biology Laboratory、EMBL)及び日本のDNAデータベース(DDBJ)がある。
【0115】
別の好ましい態様において、前立腺癌配列は、前立腺癌において下方制御されるものであり;すなわち、これらの遺伝子の発現は、非癌性組織と比べ前立腺癌組織においてより低い(例えば、表8、12及び14参照)。本明細書において使用される「下方制御」は、少なくとも約1.5倍の変化、より好ましくは2倍の変化、好ましくは少なくとも約3倍の変化であることを意味することが多く、及び少なくとも約5倍又はそれを越える変化が最も好ましい。
【0116】
インフォマティクス
前立腺癌において過剰又は過小発現される遺伝子を同定する能力は、診断、治療、薬物開発、薬理遺伝学、タンパク質構造、バイオセンサーの開発の分野、及び他の関連する分野において使用することができる高解像度、高感度のデータベースを追加的に提供することができる。例えば、発現プロフィールは、前立腺癌患者の診断又は予後評価に使用することができる。さもなければ別の例として、細胞レベル以下の毒性情報は、薬物構造と活性の相関のより良く指示するよに作成することができる(Anderson、「薬学的プロテオミクス:標的、機構、及び機能(Pharmacological Proteomics: Targets, Mechanism, and Function)」、IBC Proteomics会議、コロナド、CA(1998年6月11〜12日)参照)。細胞下レベルの毒性情報は、恐らく化学曝露の毒性作用及び可能性のある忍容可能な曝露閾値を推定するために、生物学的センサー装置において利用することもできる(米国特許第5,811,231号参照)。同様の利点が、他の生体分子及び生物活性物質(例えば、核酸、糖、脂質、薬物など)に関するデータベースから生み出される。
【0117】
従って別の態様において、本発明は、アッセイデータの少なくともひとつのセットを含むデータベースを提供する。このデータベースに含まれるデータは、例えば、単独で又はライブラリーフォーマットのいずれかのアレイ解析を用いて獲得される。このデータベースは、データが維持されかつ伝達される実質的ないずれかの形であることができるが、好ましくは電子データベースである。本発明の電子データベースは、例えばパーソナルコンピュータのようなデータベースへの保存及びアクセスを可能にする電子装置に維持することができるが、 ワールドワイドウェブ(WWW)のような広域ネットワークに配布されることが好ましい。
【0118】
ペプチド配列データを含むデータベースに関する本項目は、説明を明確にすることのみに焦点を当てている。当業者には、同様のデータベースが、本発明のアッセイ法を用いて獲得されたアッセイデータについて集成することができることも理解されると思われる。
【0119】
前立腺癌である生物学的試料由来の相対的及び/又は絶対的に豊富な多種多様な分子種及び巨大分子種を同定及び/又は定量、すなわち本明細書に記された前立腺癌に関連した配列を同定するための組成物及び方法は、豊富な情報を提供し、これは病態、疾病素因、薬物試験、治療モニタリング、遺伝病と因果関係のある連鎖、免疫及び生理的状態との相関の確定などと関連づけることができる。本発明のアッセイから作成されたデータは哺乳類の検証及び分析に適しているが、好ましい態様において、高速コンピュータを用いて処理している先行データが利用される。
【0120】
生体分子情報を指標化しかつ検索する一連の方法は、当技術分野において公知である。例えば、米国特許第6,023,659号及び第5,966,712号は、配列が1種又は複数のタンパク質機能の階層に従いカタログ化及び検索されることを可能にする方法で生体分子配列情報を保存するリレーショナルデータベースシステムを開示している。米国特許第5,953,727号は、部分長配列の収集から完全長配列を得るために、1種又は複数の配列決定プロジェクトとの関係に従いカタログ化及び検索される部分長のDNA配列の収集を可能にするフォーマットに、情報を含む配列記録を有するリレーショナルデータベースを開示している。米国特許第5,706,498号は、キー(key)配列と標的配列の間の類似性の程度を基にした遺伝子データベース中の配列データ項目に、類似した遺伝子配列の検索を行うための遺伝子データベース検索システムを開示している。米国特許第5,538,897号は、closeness−of−fit測定を使用する、推定された質量スペクトルの経験的に誘導された質量スペクトルとの比較により、コンピュータデータベースにおいてアミノ酸配列を同定するために、ペプチドの質量分析フラグメンテーションパターンを用いる方法を開示している。米国特許第5,926,818号は、ひとつより多い統合パス(consolidation path)又は寸法に従い見積られた実際のデータの統合を必然的に伴う、オンライン解析処理(OLAP)として説明される多次元データ解析の相関関係(functionality)を含む多次元データベースを開示している。米国特許第5,295,261号は、各データベース記録のフィールドが2つのクラス、すなわちナビゲーションデータ及びインフォメーショナルデータに分割されたハイブリッドデータベース構造を開示しており、このナビゲーションフィールドは、樹状構造としてもしくは2個以上のこのような樹状構造の合体として見ることができる階層性位相幾何学的マップの形で保存されている。
【0121】
同じくマウント(Mount)ら、Bioinformatics(2001);「生物学的配列解析:タンパク質及び核酸の確率論的モデル(Biological Sequence Analysis: Probabilistic Models of Proteins and Nucleic Acids)」(Durbinら編、1999);「バイオインフォマティクス:遺伝子及びタンパク質解析の実践ガイド(Bioinformatics: A Practical Guide to the Analysis of Genes and Proteins)」(Baxevanis及びOeullette編、1998));Rashidi及びBuehler、「バイオインフォマティクス:生物科学及び医薬における基本的応用(Bioinformatics: Basic Applications in Biological Science and Medicine)」(1999);「コンピュータ分子生物学への道(Introduction to Computational Molecular Biology)」(Setubalら編、1997);「バイオインフォマティクス:方法及びプロトコール(Bioinformatics: Methods and Protocols)」(Misener及びKrawetz編、2000);「バイオンフォマティクス:配列、構造及びデータバンク:実践法(Bioinformatics: Sequence, Structure, and Databanks: A Practical Approach)(Higgins及びTaylor編、2000);Brown、「バイオインフォマティクス:バイオコンピューティングとインターネットに関する生物学者への指針(Bioinfomatics: A Biologist’s Guide to Biocomputing and the Internet)」(2001);Han及びKamber、「データ探索:概念と技術(Data Mining: Concepts and Techniques)」(2000);及び、Waterman、「コンピュータ生物学の導入:マップ、配列及びゲノム(Introduction to Computational Biology: Maps, Sequences, and Genomes)」(1995)も参照のこと。
【0122】
本発明は例えば、そこから各配列の特異性記録が得られた標的含有試料の給源を特定化するデータにより、クロス集計されたコンピュータで検索可能な形のアッセイデータ記録を保存してるコンピュータ及びソフトウェアを含むコンピュータデータベースを提供する。
【0123】
例示的態様において、少なくとも1種の標的含有試料の給源は、病理学的疾患とは無関係であることがわかっている対照組織試料に由来している。変型において、少なくとも1種の給源は、公知の病理学的組織標本であり、例えば新生物形成性病巣又は前立腺癌について分析されるべき別の組織標本である。別の変型において、アッセイ記録は、試料中の各標的標本について1種又は複数の下記のパラメータをクロス集計する:(1)例えば標的分子構造座標及び/又は特徴的分離座標(例えば、電気泳動座標)を含むことができる、独自の同定コード;(2)試料給源;並びに、(3)試料中に存在する標的種の絶対量及び/又は相対量。
【0124】
本発明は更に、コンピュータデータ保存装置中での標的データの収集の保存及び検索のためにも供され、これは磁気ディスク、光学ディスク、光磁気ディスク、DRAM、SRAM、SGRAM、SDRAM、RDRAM、DDRRAM、磁気バブルメモリー装置、並びにCPUレジスター及びon−CPUデータ保存アレイを含むその他のデータ保存装置である。典型的には、標的データ記録は、磁化可能媒体上の磁気ドメインのアレイ中にビットパターンとして又は電荷状態もしくはトランジスタゲート状態のアレイとして、例えばDRAM装置のセルのアレイ(例えば、各セルはトランジスタ、及びトランジスタ上に位置することができる蓄電領域で構成される)として保存される。ある態様において、本発明は、このような記憶装置、及びそれらの間に構築されたコンピュータシステムを提供し、これは標的給源とクロス集計された少なくとも10個の標的データ記録に関する独自の識別子を含むタンパク質発現フィンガープリント記録をコードしているビットパターンを含む。
【0125】
標的がペプチド又は核酸である場合、本発明は、好ましくは関連したペプチド又は核酸の配列を同定する方法を提供し、これは、コンピュータ記憶装置又はデータベースに保存されたもしくはそれから検索されたペプチド又は核酸配列アッセイ記録と、少なくとも1個の他の配列の間のコンピュータによる比較を実行する段階を含む。この比較は、配列解析又は比較アルゴリズム又はそれらの態様としてのコンピュータプログラム(例えば、FASTA、TFASTA、GAP、BESTFIT)を含むことができ、及び/又はこの比較は、標本のポリペプチド又は核酸試料から決定された配列のプールにおけるペプチド又は核酸配列の相対量であることができる。
【0126】
本発明は、コンピュータ入力した配列の解析、比較、又は相対定量法における検索及び処理に適したファイルフォーマットで本発明のアッセイのデータをコードしているビットパターンを含む、IBM互換性(DOS、Windows、Windows95/98/2000、Windows NT、OS/2)又は他のフォーマット(例えば、Linux、SunOS、Solaris、AIX、SCO Unix、VMS、MV、Macintoshなど)フロッピーディスケット又はハード(内蔵型、Winchester)ディスクドライブのような、磁気ディスクを提供することも好ましい。
【0127】
本発明は更に、イーサーネットケーブル(同軸又は10BaseT)、電話線、ISDN線、無線ネットワーク、光ケーブル、又は他の適当なシグナル送信媒体などのデータリンクを介して連結された複数のコンピュータ装置を備えた、ネットワークも提供し、これにより少なくとも1種のネットワーク装置(例えば、コンピュータ、ディスクアレイなど)は、本発明のアッセイから獲得されたデータをコードしているビットパターンを構成している、磁気ドメイン(例えば、磁気ディスク)及び/又は電荷ドメイン(例えば、DRAMセルのアレイ)を含む。
【0128】
本発明は、モデム、ISDNターミナルアダプター、DSL、ケーブルモデム、ATMスイッチなどの電子通信装置上に電子シグナルを作成することを含むアッセイデータを送信するための方法も提供し、ここでシグナルは、(ネイティブ又は暗号化されたフォーマットで)アッセイからのデータ又は本発明の方法により得られた複数のアッセイ結果を含むデータベースをコードしているビットパターンを含む。
【0129】
好ましい態様において、本発明は、問い合せ標的を、本発明の方法により得られたアッセイ結果のような、データ構造のアレイを含むデータベースと比較し、かつ標的データの同一性及びギャップ重みの程度を基にデータベース標的をランキング化するためのコンピュータシステムを提供する。中央演算装置が初期化され、アッセイ結果の並置及び/又は比較のためのコンピュータプログラムが読込み及び実行される。問い合せ標的のデータは、I/O装置を介して中央演算装置に入力される。コンピュータプログラムの実行は、中央演算装置にデータファイルからアッセイデータを検索させることを生じ、これはアッセイ結果のバイナリー既述を含む。
【0130】
標的データ又は記録及びコンピュータプログラムは、二次メモリーへ転送することができ、これは典型的にはランダムアクセスメモリー(例えば、DRAM、SRAM、SGRAM、又はSDRAM)である。標的は、選択されたアッセイ特性(例えば、選択された親和性部分への結合)及び問い合せ標的との同じ特性の一致の程度に従いランク化され、結果はI/O装置を介して出力される。例えば、中央演算装置は、通常のコンピュータ(例えば、Intel Pentium、PowerPC、Alpha、PA−8000、SPARC、MIPS 4400、MIPS 10000、VAXなど)であることができ;プログラムは、市販又は公開のドメインの分子生物学ソフトウェアパッケージ(例えば、UWGCG Sequence Analysis Software、Darwin)であることができ;データファイルは、光学又は磁気ディスク、データサーバー、メモリー装置(例えば、DRAM、SRAM、SGRAM、SDRAM、EPROM、バブルメモリー、フラッシュメモリーなど)であることができ;I/O装置は、ビデオディスプレイ及びキーボード、モデム、ISDNターミナルアダプター、イーサーネットポート、パンチカードリーダー、磁気ストリップリーダー、又は他の適当なI/O装置を備えるターミナルであることができる。
【0131】
本発明は更に、前述のようなコンピュータシステムの使用を提供することも好ましく、これは以下を含む:(1)コンピュータ;(2)コンピュータ内に保存することができる、本発明の方法により得られたペプチド配列特異性記録の収集をコードしている保存されたビットパターン;(3)問い合せ標的のような、比較標的;及び、(4)典型的にはコンピュータ処理した類似性値を基にした比較結果の順位検定(rank−ordering)による、並置及び比較のためのプログラムである。
【0132】
前立腺癌に関連したタンパク質の特徴
本発明の前立腺癌タンパク質は、分泌タンパク質、膜貫通タンパク質又は細胞内タンパク質として分類することができる。ある態様において、前立腺癌タンパク質は、細胞内タンパク質である。細胞内タンパク質は、細胞質及び/又は核において認めることができる。細胞内タンパク質は、細胞機能及び複製(例えばシグナル伝達経路を含む)の全ての局面に関与し;このようなタンパク質の異常な発現は、未調節又は非調節の細胞プロセスを生じることも多い(例えば、「細胞の分子生物学(Molecular Biology of the Cell)」(Alberts編、第3版、1994)参照)。多くの細胞内タンパク質は、例えばプロテインキナーゼ活性、タンパク質リン酸化活性、プロテアーゼ活性、ヌクレオチドシクラーゼ活性、ポリメラーゼ活性などの酵素活性を有する。細胞内タンパク質は、タンパク質の複合体の組織化、又は様々な細胞下局在へのタンパク質の標的化に関連し、かつオルガネラの構造完全性の維持に関連しているドッキングタンパク質としても利用することができる。
【0133】
タンパク質の特徴決定における次第に理解されつつある概念は、定義された機能が貢献している1種又は複数のモチーフのタンパク質の存在である。タンパク質の酵素ドメインにおいて認められた高度に保存された配列に加え、タンパク質−タンパク質相互作用に関連したタンパク質において、高度に保存された配列が同定される。例えば、Src−ホモロジー2(SH2)ドメインは、配列に依存型の様式でチロシンリン酸化標的に結合する。SH2ドメインとは区別されるPTBドメインも、チロシンリン酸化標的に結合する。SH3ドメインは、プロリンリッチ標的へ結合する。加えてほんのわずかが命名されたPHドメイン、テトラトリコペプチド(tetratricopeptide)反復配列及びWDドメインは、タンパク質−タンパク質相互作用を媒介することが示されている。これらの一部は、リン脂質又は他のセカンドメッセンジャーへの結合にも関連している。当業者には理解されるように、これらのモチーフは、一次配列を基に同定することができ;従って、タンパク質配列の分析は、分子及び/又はタンパク質と会合し得る分子の両方の酵素的可能性に関する洞察を提供することができる。ひとつの有用なデータベースは、Pfam(タンパク質ファミリー)であり、これは複数の配列アラインメント及び多くの共通タンパク質ドメインを対象とする隠れたマルコフモデルの大きな収集である。バージョンは、ワシントン大学(Washington University)(セントルイス)、サンガー研究所(the Sanger Center)(英国)、及びキャロラインスカ研究所(Karolinska Institute)(スウェーデン)からインターネットで入手可能である(例えば、Batemanら、Nuc. Acids Res.、28:263−266(2000);Sonnhammerら、Proteins、28:405−420(1997);Batemanら、Nuc. Acids Res.、27:260−262(1999);及び、Sonnhammerら、Nuc. Acids Res.、26:320−322(1998)を参照)。
【0134】
別の態様において、前立腺癌配列は、膜貫通タンパク質である。膜貫通タンパク質は、細胞のリン脂質二重層にまたがる分子である。これらは、細胞内ドメイン、細胞外ドメイン、又は両方を有する。このようなタンパク質の細胞内ドメインは、細胞内タンパク質について既に説明されたものを含む多くの機能を有することができる。例えば、細胞内ドメインは、酵素活性を有し、及び/又は追加タンパク質の結合部位として利用することができる。膜貫通タンパク質の細胞内ドメインは、両方の役割を果たすことが多い。例えばある受容体チロシンキナーゼは、プロテインキナーゼ活性及びSH2の両ドメインを有する。加えて、チロシンの受容体分子それ自身に対する自己リン酸化は、追加のSH2ドメインを含むタンパク質の結合部位を形成する。
【0135】
膜貫通タンパク質は、ひとつから多数の膜貫通ドメインを含み得る。例えば、受容体チロシンキナーゼ、ある種のサイトカイン受容体、受容体グアニリルシクラーゼ及び受容体セリン/トレオニンプロテインキナーゼは、1個の膜貫通ドメインを含む。しかし、チャネル及びアデニリルシクラーゼを含む様々な他のタンパク質は、複数の膜貫通ドメインを含む。Gタンパク質共役型受容体(GPCR)のような多くの重要な細胞表面受容体は、7個の膜を貫通する領域を含むので、これらは「7回膜貫通ドメイン」タンパク質として分類される。膜貫通ドメインの特徴は、およそ20個の連続的疎水性アミノ酸を含み、それに帯電したアミノ酸が続く。従って特定のタンパク質のアミノ酸配列の分析時には、タンパク質内の膜貫通ドメインの局在化及び数を推定することができる(例えば、PSORTウェブサイト参照、http://psort.nibb.ac.jp/)。重要な膜貫通タンパク質受容体は、インスリン受容体、インスリン様成長因子受容体、ヒト成長ホルモン受容体、グルコース輸送体、トランスフェリン受容体、上皮増殖因子受容体、低密度リポタンパク質受容体、上皮増殖因子受容体、レプチン受容体、インターロイキン受容体、例えばIL−1受容体、IL−2受容体などを含むが、これらに限定されるものではない。
【0136】
膜貫通タンパク質の細胞外ドメインは多様であるが;しかし、保存されたモチーフは、様々な細胞外ドメイン間で繰り返し認められる。保存された構造及び/又は機能は、異なる細胞外モチーフによるものである。多くの細胞外ドメインは、他の分子への結合に関連している。ある局面において、細胞外ドメインは、受容体上に認められる。受容体ドメインに結合した因子は、循環(circulating)リガンドを含み、これはペプチド、タンパク質又はアデノシンなどのような小分子であることができる。例えば、EGF、FGF及びPDGFのような増殖因子は、それらのコグネイト受容体に結合し、様々な細胞反応を開始する循環増殖因子である。他の因子は、サイトカイン、分裂促進因子、神経栄養因子などを含む。細胞外ドメインも、細胞に会合した分子に結合する。この点において、これらは細胞−細胞相互作用を媒介する。細胞に会合したリガンドは、例えばグリコシルホスファチジルイノシトール(GPI)アンカーにより、細胞に束縛されるか、もしくはそれら自身膜貫通タンパク質であることができる。細胞外ドメインは、細胞外マトリックスにも関連し、細胞構造の維持に貢献している。
【0137】
膜貫通している前立腺癌タンパク質は、本明細書に記載のように、免疫療法に関して容易に接近可能な標的であるので、これらは本発明において特に好ましい。加えて以下に概説するように、膜貫通タンパク質は、画像形成のモダリティにおいても有用である。抗体を用い、このようなインサイチュで容易に接近可能なタンパク質を標識することができる。あるいは、抗体は、細胞内タンパク質を標識することもでき、この場合試料は典型的には細胞内タンパク質へ接近させるために透過性を上昇させる。
【0138】
膜貫通タンパク質は、例えば組換え法により、膜貫通配列を除去することにより可溶性とすることができることも当業者には理解されるであろう。更に、可溶性とされた膜貫通タンパク質は、適当なシグナル配列を加えることにより、組換え手段を通じ分泌することができる。
【0139】
別の態様において、前立腺癌タンパク質は、分泌タンパク質であり;その分泌は、構成的であるか又は調節されるかのいずれかであることができる。これらのタンパク質は、この分子を分泌経路へと標的化するシグナルペプチド又はシグナル配列を含む。分泌されたタンパク質は、多くの生理的事象に関連し;それらの循環の性質によって、これらは、様々な他の細胞型へのシグナル伝達に利用される。この分泌タンパク質は、オートクリン方式(その因子を分泌した細胞に作用する)、パラクリン方式(その因子を分泌した細胞に非常に近傍にある細胞に作用する)又はエンドクリン方式(遠い細胞に作用する)で機能することができる。従って、分泌された分子は、多くの生理的局面を変調又は変更することでの使用が認められる。分泌タンパク質である前立腺癌タンパク質は、例えば血液、血漿、血清又は糞便試験のような、診断マーカーの良好な標的として利用されるので、本発明において特に好ましい。
【0140】
前立腺癌核酸の使用
前述のように、前立腺癌配列は、ここで概説された前立腺癌配列との実質的核酸及び/又はアミノ酸配列の相同性又は連結により、最初に同定される。このような相同性は、全般的核酸又はアミノ酸配列を基にすることができ、及び一般には以下に概説したように、相同性プログラム又はハイブリダイゼーション条件のいずれかを用い決定される。典型的には、mRNA上に連結された配列は、同じ分子上で認められる。
【0141】
例えば表1〜16の配列のような、本発明の前立腺癌核酸配列は、比較的大きい遺伝子の断片であることができ、すなわち、これらは核酸セグメントである。この状況における「遺伝子」は、コード領域、非コード領域、並びにコード及び非コード領域の混合物を含む。従って、当業者に理解されるように、本明細書に提供された配列を用い、前立腺癌遺伝子のいずれかの方向へ拡張された配列を、比較的長い配列又は完全長配列のいずれかをクローニングするための当技術分野において周知の技術を用いて得ることができる。これはオースベル(Ausubel)らの論文(前掲)を参照のこと。多くは、インフォマティクスにより行うことができ、多くの配列は、例えばUniGeneのようなシステムのように、単独の遺伝子に対応する複数の配列を含むようにクラスタ化される(http//www.ncbi.nlm.nih.gov/UniGene/参照)。
【0142】
一旦前立腺癌核酸が同定されたならば、これはクローニングすることができ、必要ならば、その構成的部分は組換えられ、前立腺癌核酸コード領域全体又はmRNA配列全体を形成する。一旦その天然の給源から単離され、例えばプラスミド又は他のベクター内に含まれるか、又は線状核酸セグメントとしてそれらから切り出されると、この組換え前立腺癌核酸は、プローブとして、例えば拡張されたコード領域のように、他の前立腺癌核酸を同定及び単離するために更に使用することができる。これは、「前駆体」核酸として、修飾された又は変種前立腺癌核酸及びタンパク質を作成するためにも使用することができる。
【0143】
本発明の前立腺癌核酸は、いくつかの方法で使用される。第一の態様において、以下に概説されるように、前立腺癌核酸に対する核酸プローブを作成し、スクリーニング及び診断法において使用されるバイオチップに付着されるか、もしくは例えば遺伝子療法、ワクチン及び/又はアンチセンス用途のために投与される。あるいは、前立腺癌タンパク質のコード領域を含む前立腺癌核酸は、前立腺癌タンパク質の発現のため、更にはスクリーニング目的のため又は患者への投与のために、発現ベクターに組込むことができる。
【0144】
好ましい態様において、前立腺癌核酸に対する核酸プローブ(図に概説した核酸配列及び/又はそれらの相補体の両方)が作成される。バイオチップに結合された核酸プローブは、前立腺癌核酸と実質的に相補的、すなわち、標的配列(例えばサンドイッチアッセイ法において、試料の標的配列又は他のプローブ配列のいずれか)であるように設計され、その結果標的配列と本発明のプローブとのハイブリダイゼーションが生じる。以下に概説したように、この相補性の必要性は完全ではなく;標的配列と本発明の1本鎖核酸の間のハイブリダイゼーションを妨害するであろういくつかの塩基対ミスマッチが存在してもよい。しかし、変異の数があまりにも多いと、ハイブリダイゼーション条件が最低のストリンジェントであっても、ハイブリダイゼーションは生じず、この配列は相補的標的配列ではない。従って本明細書における「実質的相補性」は、以下に概説するように、正常な反応条件下で、特に高ストリンジェント条件下で、プローブが標的配列に対してハイブリダイズするのに十分に相補性であることを意味する。
【0145】
核酸プローブは、一般に1本鎖であるが、一部1本鎖及び一部2本鎖であることもできる。このプローブの鎖形成は、標的配列の構造、組成、及び特性により指定される。一般に、核酸プローブは約8〜約100塩基長の範囲であり、約10〜約80塩基が好ましく、約30〜約50塩基が特に好ましい。すなわち、一般に全遺伝子は使用されない。一部の態様において、非常に長い核酸を使用することができ、最大数百塩基に及ぶ。
【0146】
好ましい態様において、重複するプローブ又は使用される標的の異なる区画へのプローブのいずれかである、1配列につき1個よりも多いプローブが使用される。すなわち、2、3、4個又はそれよりも多いプローブであり、好ましくは3個を使用し、特定の標的の重複性を構築する。これらのプローブは、重複する(すなわち、共通するいくつかの配列を有する)、又は分離することができる。場合によっては、PCRプライマーを、より高い感度のシグナルを増幅するために使用することができる。
【0147】
当業者に理解されるように、核酸は、多種多様な方法で固相支持体に結合又は固定することができる。本明細書において「固定された」及び文法上の同等物は、核酸プローブと固相支持体の間の会合又は結合を意味し、及び固相支持体は、以下に概説するように、結合、洗浄、分析及び除去の条件下で安定であるのに十分である。この結合は、典型的には共有的又は非共有的であることができる。本明細書における「非共有結合」及び文法上の同等物は、1種又は複数の静電気的、親水性及び疎水性相互作用を意味する。非共有結合に含まれるのは、例えばストレプトアビジンの支持体へのような分子の共有付着(covalent attachment)、及びビオチン化されたプローブのストレプトアビジンへの非共有的結合である。本明細書における「共有結合」及び文法上の同等物は、固相支持体及びプローブの2個の部分が少なくとも1個の結合により付着されることを意味し、これはσ結合、π結合及び配位結合を含む。共有結合は、プローブと固相支持体の間に直接形成することができるか、あるいは固相支持体上もしくはプローブ上のいずれか又は両分子上において特異的反応基の架橋又は包接(inclusion)により形成することができる。固定は更に、共有的及び非共有的相互作用の組合せに関与することもできる。
【0148】
一般に、これらのプローブは、当業者に理解されるように、多種多様な方法でバイオチップに付着することができる。本明細書に記されているように、核酸は、最初に合成され、その後バイオチップへ付着されるか、もしくは直接バイオチップ上に合成されるかのいずれであってもよい。
【0149】
バイオチップは、適当な固相基体を含む。本明細書における「基体」又は「固相支持体」又は他の文法上の同等物は、核酸プローブの付着又は会合に適した個別の個々の部位を含むように修飾することができ、少なくとも1種の検出法に基づいて吟味可能である材料を意味する。当業者に理解されるように、可能性のある基体の数は、非常に大きく、並びにガラス、及び改質又は機能化されたガラス、プラスチック(アクリル、ポリスチレン、並びにスチレン及び他の材料のコポリマー、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリブチレン、ポリウレタン、TeflonJなど)、多糖類、ナイロン又はニトロセルロース、樹脂、シリカ又はシリコーン及び改質されたシリコーン、炭素、金属、無機ガラス、プラスチックを含むシリカ−ベースの材料などを含むが、これらに限定されるものではない。一般に、これらの基体は、光学的検出が可能であり、認知できるようには発蛍光しない。好ましい基体は、1999年3月15日に出願された継続出願である米国特許出願第09/270,214号、名称「再利用可能な低蛍光プラスチック製バイオチップ(Reusable Low Fluorescent Plastic Biotip)」に開示されており、これは本明細書に参照として組入れられている。
【0150】
一般に、基体は平板であるが、当業者に理解されるように、更に他の基体の形状も使用することができる。例えば、これらのプローブは、試料容量を最小化するための試料解析のフロースルーに関して、チューブの内面に配置することができる。同様にこれらの基体は、特定のプラスチックで製造された独立気泡を含む、軟質フォームのように柔軟性であることができる。
【0151】
好ましい態様において、バイオチップ及びプローブの表面は、これら2種の引き続きの付着のための化学官能基により誘導体化することができる。従って、例えば、バイオチップは、アミノ基、カルボキシル基、オキソ基及びチオール基を含むが、これらに限定されるものではないような化学官能基により誘導体化することができ、アミノ基が特に好ましい。これらの官能基の使用により、プローブは、プローブ上の官能基を用いて付着される。例えば、アミノ基を含む核酸は、例えば当技術分野において公知のリンカーを用い、アミノ基を含む表面に付着することができ;例えば、ホモ二官能性又はヘテロ二官能性のリンカーも周知である(1994年、Pierce Chemical社カタログ、クロス−リンカーの技術編、155−200頁参照)。加えて、場合によっては、追加のリンカー、例えばアルキル基(置換された及びヘテロアルキル基を含む)を使用することができる。
【0152】
この態様において、オリゴヌクレオチドは、当技術分野において公知のように合成され、その後固相支持体の表面に付着される。当業者に理解されるように、5’又は3’末端のいずれかを固相支持体に付着させても、または付着は内部ヌクレオシドを介していてもよい。
【0153】
別の態様において、固相支持体への固定は、非常に強力であるが、依然非共有的である。例えば、ビオチン化されたオリゴヌクレオチドを作成することができ、これはストレプトアビジンで共有的に被覆された表面に結合し、付着を生じる。
【0154】
あるいは、オリゴヌクレオチドは、当技術分野において公知であるように、表面で合成することができる。例えば、光重合化合物及び技術を使用する光活性化技術が使用される。好ましい態様において、これらの核酸は、国際公開公報第95/25116号;国際公開公報第95/35505号;米国特許第5,700,637号及び第5,445,934号のような、周知の写真平板技法を用い、インサイチュで合成することができ;並びにそこに引用された参考文献は全て明確に本明細書に参照として組入れられており;これらの付着形成法は、Affimetrix GeneChip(商標)技術の基礎を形成している。
【0155】
しばしば、前立腺癌に関連した配列の発現レベルを測定するために、増幅−ベースのアッセイ法が行われる。これらのアッセイ法は、典型的には逆転写と組合せて行われる。このようなアッセイ法において、前立腺癌に関連した核酸配列は、増幅反応において鋳型として作用する(例えばポリメラーゼ連鎖反応、又はPCR)。定量的増幅において、増幅産物の量は、当初の試料中の鋳型の量に比例すると思われる。適当な対照との比較は、前立腺癌に関連したRNAの量の測定を提供する。定量的増幅の方法は、当業者には周知である。定量的PCRに関する詳細なプロトコールは、例えば、Innisら、「PCRプロトコール、方法及び適用の指針(PCR Protocols, A Guide to Methods and Applications)」(1990年)を参照のこと。
【0156】
一部の態様において、TaqManベースのアッセイ法が、発現の測定に使用される。TaqManベースのアッセイ法は、5’側に蛍光色素及び3’側に消光剤を含む蛍光オリゴヌクレオチドプローブを使用する。このプローブは、PCR産物にハイブリダイズするが、3’末端のブロック剤のために、それ自身は伸長できない。PCR産物が連続サイクルにおいて増幅される場合、ポリメラーゼの5’ヌクレアーゼ活性、例えばAmpliTaqは、TaqManプローブの切断を生じる。この切断は、5’側蛍光色素と3’側消光剤とを分離し、これにより増幅の関数としての蛍光の増加を生じる(例えば、Perkin−Elmer社により提供された文献、www2.perkin−elmer.comを参照のこと)。
【0157】
他の適当な増幅方法は、リガーゼ連鎖反応(LCR)(Wu及びWallace、Genomics、4:560(1989)、Landegrenら、Science、241:1077(1988)、及びBarringerら、Gene、89:117(1990))、転写増幅(Kwohら、Proc. Natl. Acad. Sci. USA、86:1173(1989))、自己維持配列複製(Guatelliら、Proc. Natl. Acad. Sci. USA、87:1874(1990))、ドットPCR、及びリンカーアダプターPCRなどを含むが、これらに限定されるものではない。
【0158】
核酸からの前立腺癌タンパク質の発現
好ましい態様において、例えば前立腺癌タンパク質をコードしている前立腺癌核酸を用い、以下に説明するような、前立腺癌タンパク質を発現しその後スクリーニングアッセイ法に使用するための様々な発現ベクターが作出される。発現ベクター及び組換えDNA技術は、当業者に周知であり(例えば、Ausubel、前掲、及び「遺伝子発現システム(Gene Expression Systems)」(Fernandez及びHoeffler編、1999年)参照)、及びタンパク質を発現するために使用することができる。発現ベクターは、自己複製する染色体外ベクターであるか、又は宿主ゲノムへ組込まれるベクターのいずれかであることができる。一般に、これらの発現ベクターは、前立腺癌タンパク質をコードしている核酸に操作可能に連結された転写及び翻訳調節核酸を含む。「制御配列」という用語は、特定の宿主生物内で操作可能に連結されたコード配列の発現に使用されるDNA配列を意味する。原核細胞に適している制御配列は、例えばプロモーターを、任意にオペレーター配列、及びリボソーム結合部位を含む。真核細胞は、プロモーター、ポリアデニル化シグナル、及びエンハンサーを利用することがわかっている。
【0159】
核酸は、別の核酸配列と機能性の関係に置かれた場合に、「操作可能に連結される」。例えばプレ配列又は分泌リーダーのためのDNAは、これがこのポリペプチドの分泌に参加するプレタンパク質として発現される場合、ポリペプチドのDNAに操作可能に連結され;プロモーター又はエンハンサーは、これがその配列の転写に影響を及ぼす場合は、コード配列に操作可能に連結されるか;又は、リボソーム結合部位は、これが翻訳を促進するように位置した場合には、コード配列に操作可能に連結される。一般に、「操作可能に連結される」とは、連結されたDNA配列が、隣接であり、並びに分泌リーダーの場合隣接しリーディング相にあることを意味する。しかし、エンハンサーは隣接している必要はない。連結は、典型的には都合の良い制限部位のライゲーションにより達成される。このような部位が存在しない場合は、合成オリゴヌクレオチドアダプター又はリンカーが、通常の実践に従い使用される。転写及び翻訳調節核酸は、一般に前立腺癌タンパク質を発現するために使用される宿主細胞に適している。多くの種類の適当な発現ベクター、及び適当な調節配列が、様々な宿主細胞について当技術分野において公知である。
【0160】
一般に、転写及び翻訳調節配列は、プロモーター配列、リボソーム結合部位、転写開始及び停止配列、翻訳開始及び停止配列、並びにエンハンサー又はアクチベーター配列を含むことができるが、これらに限定されるものではない。好ましい態様において、調節配列は、プロモーター及び転写開始及び停止配列を含む。
【0161】
プロモーター配列は、構成的又は誘導的プロモーターのいずれかをコードしている。これらのプロモーターは、天然のプロモーター又はハイブリッドプロモーターのいずれかである。ハイブリッドプロモーターは、1種よりも多いプロモーターのエレメントを組合わせているが、これも当技術分野において公知であり、本発明において有用である。
【0162】
加えて、発現ベクターは、追加のエレメントを含むことができる。例えば発現ベクターは、2種の複製システムを有することがあり、従って例えば発現のためには哺乳類又は昆虫細胞において並びにクローニング及び増幅のためには原核宿主においてのように、2種の生体において維持されることができる。更に、発現ベクターを組込むために、この発現ベクターは、宿主細胞ゲノムに対する少なくとも1種の配列相同性を有し、好ましくは発現構築物にフランキングしている2種の相同配列を有する。組込みベクターは、ベクター内の封入のための適当な相同配列の選択により、宿主細胞の特異的座に指示することができる。ベクター組込みのための構築物は、当技術分野において周知である(例えば、Fernandez及びHoeffler、前掲)。
【0163】
加えて、好ましい態様において、発現ベクターは、形質転換された宿主細胞の選択を可能にする選択マーカー遺伝子を含む。選択遺伝子は、当技術分野において周知であり、かつ使用される宿主細胞によって異なるであろう。
【0164】
本発明の前立腺癌タンパク質は、前立腺癌タンパク質の発現を誘導又は惹起するのに適した条件下での、前立腺癌タンパク質をコードしている核酸を含む発現ベクターにより形質転換された宿主細胞の培養により作出される。前立腺癌タンパク質発現に適した条件は、発現ベクター及び宿主細胞の選択により変動し、当業者はこれを日常的な実験又は最適化を通じて容易に確かめるであろう。例えば、発現ベクターにおける構成的プロモーターの使用は、宿主細胞の成長及び増殖を最適化するために必要である一方で、誘導可能なプロモーターの使用は、誘導のための適当な成長条件を必要とする。加えて、一部の態様において、回収の時期が重要である。例えば、昆虫細胞発現に使用されるバキュロウイルスシステムは、溶解性ウイルスであり、その結果回収時期の選択は、産物収量にとって決定的である。
【0165】
適当な宿主細胞は、酵母、細菌、古細菌、真菌、並びに昆虫及び動物の細胞であり、哺乳類細胞を含む。特に興味深いのは、サッカロミセス・セレビシエ(Saccharomyces cerevisiae)及び他の酵母、大腸菌、バシラスサブチリス(Bacillus subtilis)、Sf9細胞、C129細胞、293細胞、アカパンカビ(Neurospora)、BHK、CHO、COS、HeLa細胞、HUVEC(ヒト臍帯静脈上皮細胞)、THP1細胞(マクロファージ細胞株)及び様々なその他のヒト細胞及び細胞株である。
【0166】
好ましい態様において、前立腺癌タンパク質は、哺乳類細胞において発現される。哺乳類発現システムも、当技術分野において公知であり、レトロウイルス及びアデノウイルスシステムを含む。ひとつの発現ベクターシステムは、一般にPCT/US97/01019号及びPCT/US97/01048号に開示されるような、レトロウイルスベクターシステムであり、両方とも本明細書に明確に参照として組入れられている。特に哺乳類プロモーターとして利用されるのは、哺乳類ウイルス遺伝子由来のプロモーターであり、その理由はこのウイルス遺伝子は高度に発現されることが多く及び広い宿主領域を有するからである。例は、SV40初期プロモーター、マウス乳癌ウイルスLTRプロモーター、アデノウイルス主要後期プロモーター、単純ヘルペスウイルスプロモーター、及びCMVプロモーターがある(例えば、Fernandez及びHoeffler、前掲参照)。典型的には、哺乳類細胞により認識された転写終結配列及びポリアデニル化配列は、停止コドンを翻訳するために3’側に位置した調節領域であり、従って、プロモーターエレメントと共に、コード配列にフランキングしている。転写ターミネーターシグナル及びポリアデニル化シグナルの例は、SV40由来のものを含む。
【0167】
外来性核酸を哺乳類宿主に加えその他の宿主へ導入する方法は、当技術分野において周知であり、使用される宿主細胞により変動するであろう。技術は、デキストラン媒介型トランスフェクション、リン酸カルシウム沈殿法、ポリブレン−媒介型トランスフェクション、プロトプラスト融合法、電気穿孔、ウイルス感染、リポソーム内へのポリヌクレオチドの封入、及びDNAの核への直接の微量注入を含む。
【0168】
好ましい態様において、前立腺癌タンパク質は、細菌システムにおいて発現される。細菌発現システムは、当技術分野において周知である。バクテリオファージ由来のプロモーターも使用され、当技術分野において公知である。加えて合成プロモーター及びハイブリッドプロモーターも有用であり;例えば、tacプロモーターは、trpプロモーター配列とlacプロモーター配列のハイブリッドである。更に、細菌プロモーターは、細菌RNAポリメラーゼへ結合しかつ転写を開始する能力を有する細菌起源でない天然のプロモーターを含むことができる。機能性プロモーター配列に加え、効率的リボソーム結合部位が望ましい。この発現ベクターも、細菌における前立腺癌タンパク質の分泌を提供するシグナルペプチド配列を含む。このタンパク質は、増殖培地へ分泌されるか(グラム陽性菌)又は細胞の内膜と外膜の間に位置した細胞周辺腔へ分泌される(グラム陰性菌)。細菌の発現ベクターは更に、形質転換された細菌種の選択を可能にする選択マーカー遺伝子を含むことができる。適当な選択遺伝子は、アンピシリン、クロラムフェニコール、エリスロマイシン、カナマイシン、ネオマイシン及びテトラサイクリンのような薬剤に対する細菌抵抗性を付与する遺伝子を含む。選択マーカーは更に、ヒスチジン、トリプトファン及びロイシンの生合成経路におけるもののような、生合成遺伝子も含む。これらの成分は、発現ベクターへ集成される。細菌の発現ベクターは当技術分野において周知であり、及びバシラス・サブチリス、大腸菌、ストレプトコッカス・クレモリス(Streptococcus cremoris)、及びストレプトコッカス・リビダンス(Streptococcus lividans)などを含む(例えば、Fernandez及びHoeffler、前掲参照)。細菌発現ベクターは、塩化カルシウム処理、電気穿孔などの当技術分野において周知の技術を用い、細菌宿主細胞に形質転換される。
【0169】
ある態様において、前立腺癌タンパク質は、昆虫細胞において作出される。昆虫細胞の形質転換のための発現ベクター、特にバキュロウイルス−ベースの発現ベクターは、当技術分野において周知である。
【0170】
好ましい態様において、前立腺癌タンパク質は、酵母細胞において作出される。酵母発現システムは当技術分野において周知であり、サッカロミセス・セレビシエ、カンジダ・アルビカンス及びC.マルトーサ(C. maltosa)、ハンセヌラ・ポリモルファ(Hansenula polymorpha)、クリーベロマイセス・フラギリス(Kluyveromyces fragilis)及びK.ラクチス(K. lactis)、ピキア・グレリモンディ(Pichia guillerimondii)及びP.パストリス(P. pastoris)、シゾサッカロミセス・ポンベ(Schizosaccharomyces pombe)、及びヤロウイア・リポライチカ(Yarrowia lipolytica)の発現ベクターを含む。
【0171】
前立腺癌タンパク質は、当技術分野において周知の技術を用い、融合タンパク質として作出することもできる。従って例えば、モノクローナル抗体の産生について、所望のエピトープが小さい場合は、免疫原を形成するために、この前立腺癌タンパク質は、担体タンパク質に融合される。あるいは、前立腺癌タンパク質は、発現を増大するか又は他の理由のために、融合タンパク質として作成される。例えば、前立腺癌タンパク質が前立腺癌ペプチドである場合、このペプチドをコードしている核酸は、発現目的の他の核酸に連結することができる。
【0172】
好ましい態様において、前立腺癌タンパク質は、発現後に精製又は単離される。前立腺癌タンパク質は、試料中に存在する他の成分に応じて、当業者に公知の様々な方法で単離又は精製される。標準精製法は、電気泳動的、分子的、免疫学的及びクロマトグラフィー的技術を含み、これはイオン交換、疎水性、アフィニティー、及び逆相HPLCクロマトグラフィー、並びに等電点電気泳動を含む。例えば前立腺癌タンパク質は、標準の抗前立腺癌タンパク質抗体カラムを用い精製することができる。タンパク質濃度と関連して、限外濾過及びダイアフィルトレーション技術も有用である。適当な精製技術の一般的指針については、スコープス(Scopes)の「タンパク質精製(Protein Purification)」(1982)を参照のこと。必要な精製の程度は、前立腺癌タンパク質の用途によって変動するであろう。場合によっては、精製が不要なこともあるであろう。
【0173】
必要に応じ一旦発現され精製されたならば、この前立腺癌タンパク質及び核酸は、多くの用途において有用である。これらは、免疫選択試薬、ワクチン試薬、スクリーニング剤などとして有用である。
【0174】
前立腺癌タンパク質変種
ある態様において、前立腺癌タンパク質は、野生型配列と比べ、誘導体又は変種前立腺癌タンパク質である。すなわち、以下に詳述するように、誘導体前立腺癌ペプチドは、少なくとも1個のアミノ酸の置換、欠失又は挿入を含むことが多く、アミノ酸置換が特に好ましい。アミノ酸の置換、挿入又は欠失は、前立腺癌ペプチド内のいずれかの残基において生じ得る。
【0175】
更に本発明の前立腺癌タンパク質のひとつの態様に含まれるのは、アミノ酸配列変種である。これらの変種は、典型的には3種類のクラスの1種又は複数種に収まる:置換変種、挿入変種又は欠失変種。これらの変種は、通常、カセットもしくはPCR突然変異誘発又は当技術分野において周知の他の技術を使用する、前立腺癌タンパク質をコードしているDNAのヌクレオチドの位置指定突然変異誘発により調製され、この変種をコードしているDNAを作出し、その後前述のように組換え細胞培養物においてこのDNAを発現させる。しかし、最大約100〜150個の残基を有する変種前立腺癌タンパク質断片は、確立された技術を使用するインビトロ合成により調製することができる。アミノ酸配列変種は、異形の予め決定された性質、これらを天然の対立遺伝子から離れてセットする性質、又は前立腺癌タンパク質アミノ酸配列の種間変動により特徴付けることができる。これらの変種は、典型的には天然の類似体と同じ性質の生物学的活性を示すが、以下により詳細に概説するような修飾された特徴を有する変種が選択されることもできる。
【0176】
アミノ酸配列変異を導入する位置又は領域は予め決定されているが、突然変異それ自身は予め決定される必要はない。例えば、所定の位置での突然変異の実行を最適化するために、ランダム突然変異誘発を、標的コドン又は領域において行い、発現された前立腺癌変種を所望の活性の最適な組合せについてスクリーニングすることができる。配列がわかっているDNAにおいて予め定められた位置に置換突然変異を作成する技術は周知であり、例としてM13プライマー突然変異誘発及びPCR突然変異誘発がある。これらの変異体のスクリーニングは、前立腺癌タンパク質活性のアッセイ法を用い行われる。
【0177】
アミノ酸置換は、典型的には1個の残基についてであり;挿入は通常、約1〜20個の桁のアミノ酸で行われるが、かなり大きい挿入にも耐えられる。欠失は約1〜約20個の残基の範囲であるが、場合によっては、より大きい欠失であることがある。
【0178】
置換、欠失、挿入又はそれらのいずれかの組合せを使用し、最終誘導体に到達することができる。一般にこれらの変化は、分子の変更を最小化するために2、3個のアミノ酸において行われる。しかし比較的大きい変化が、ある特定の状況においては忍容できる。前立腺癌タンパク質の特徴の小さい変更が望ましい場合、定義の項に記したようなアミノ酸置換の関係に従い行われる。
【0179】
これらの変種は、典型的には天然の類似体と同じ性質の生物学的活性を示し、同じ免疫応答を惹起するが、変種は必要とされる前立腺癌タンパク質の特徴を修飾するようにも選択される。あるいは、この変種は、前立腺癌タンパク質の生物学的活性が変更されるように設計してもよい。例えば、グリコシル化部位は、変更し除去することができる。
【0180】
機能的又は免疫学的同一性の実質的変化は、前述のものよりも保存が少ないような置換を選択することにより行うことができる。例えば、下記のものにより顕著に影響を及ぼす置換を行うことができる:例えばαヘリックス又はβシート構造のような、変更部分のポリペプチド骨格の構造;標的部位での分子の電荷又は疎水性;又は、側鎖の嵩(bulk)。一般にポリペプチドの特性に最大の変化をもたらすことが期待される置換は、(a)親水性残基、例えばセリル又はトレオニルが、疎水性残基、例えばロイシル、イソロイシル、フェニルアラニル、バリル、又はアラニルに対して(によって)置換されること;(b)システイン又はプロリンが、いずれか他の残基に対して(によって)置換されること;(c)正帯電側鎖を有する残基、例えばリシル、アルギニル又はヒスチジルが、負帯電側鎖を有する残基、例えばグルタミル又はアスパルチルに対して(によって)置換されること;もしくは、(d)嵩のある側鎖有する残基、例えばフェニルアラニンが、側鎖を有さないもの、例えばグリシンに対して(によって)置換されることである。
【0181】
前立腺癌ポリペプチドの共有結合性修飾は、本発明の範囲内に含まれる。共有結合性修飾のひとつの型は、前立腺癌ポリペプチドの標的化されたアミノ酸残基が、前立腺癌ポリペプチドの選択された側鎖又はN末端もしくはC末端残基との反応が可能である有機誘導体化剤と反応することを含む。二官能性試薬による誘導体化は、以下により詳述するように、例えば抗前立腺癌ポリペプチド抗体の精製法又はスクリーニングアッセイ法で使用するための、前立腺癌ポリペプチドの水溶性支持体マトリックス又は表面への架橋について有用である。通常使用される架橋剤は、例えば、1,1−ビス(ジアゾアセチル)−2−フェニルエタン、グルタルアルデヒド、N−ヒドロキシスクシンイミドエステル、例えば4−アジドサリチル酸とのエステル、例えば3,3’−ジチオビス(スクシンイミジルプロピオネート)のようなジスクシンイミジルエステルを含むホモ二官能性イミドエステル、ビス−N−マレイミド−1,8−オクタンのような二官能性マレイミド、及びメチル−3−((p−アジドフェニル)ジチオ)プロピオイミデートのような試薬を含む。
【0182】
他の修飾は、グルタミニル及びアスパラギニル残基の各々対応するグルタミル及びアスパルチル残基への脱アミド化、プロリン及びリシンの水酸化、セリル、トレオニル又はチロシル残基のヒドロキシル基のリン酸化、リシン、アルギニン及びヒスチジン側鎖のアミノ基のメチル化(Creighton、「タンパク質:構造及び分子特性(Proteins: Structure and Molecular Properties)」79−86頁(1983))、N末端アミンのアセチル化、並びにC末端カルボキシル基のアミド化を含む。
【0183】
本発明の範囲に含まれる前立腺癌ポリペプチドの別の種類の共有結合性修飾は、ポリペプチドの自然のグリコシル化パターンの変更を含む。「自然のグリコシル化パターンの変更」は、本明細書の目的では、未変性の配列の前立腺癌ポリペプチドにおいて認められる1個又は複数の糖部分の欠失、及び/又は未変性の配列の前立腺癌ポリペプチドには存在しない1個又は複数のグリコシル化部位の付加を意味することが意図されている。グリコシル化パターンは、多くの方法で変更することができる。例えば前立腺癌に関連した配列を発現するための異なる細胞型の使用は、異なるグリコシル化パターンを生じることができる。
【0184】
前立腺癌ポリペプチドのグリコシル化部位の付加は、それらのアミノ酸配列の変更によっても実現することができる。この変更は、例えば1個又は複数のセリン又はトレオニン残基による未変性の配列の前立腺癌ポリペプチドの付加又は置換によって行うことができる(O−連結型グリコシル化部位)。この前立腺癌アミノ酸配列は、DNAレベルの変更により、特に予め選択された塩基での前立腺癌ポリペプチドをコードしているDNAの変異により任意に変更することができ、その結果所望のアミノ酸へと翻訳されるコドンが作成される。
【0185】
前立腺癌ポリペプチド上の糖部分の数を増大する別の手段は、グリコシドのポリペプチドへの化学的又は酵素的カップリングによる。このような方法は当技術分野において説明されており、例えば国際公開公報第87/05330号、並びにアプリン(Aplin)及びリストン(Wriston)の論文(CRC Crit. Rev. Biochem.、259−306(1981))に記されている。
【0186】
前立腺癌ポリペプチドに存在する糖部分の除去は、グリコシル化の標的として役立つアミノ酸残基をコードしているコドンの化学的又は酵素的又は変異的置換により実現することができる。化学的脱グリコシル化技術は、当技術分野において公知であり、例えばハキムディン(Hakimuddin)ら、Arch. Biochem. Biophys.、259:52(1987)及びエッジ(Edge)ら、Anal. Biochem.、118:131(1981)に記載されている。ポリペプチド上の糖部分の酵素切断は、トタクラ(Thotakura)ら、Meth. Enzymol.、138:350(1987)に記されたような、様々なエンドグリコシダーゼ及びエキソグリコシダーゼの使用により実現することができる。
【0187】
別の種類の前立腺癌の共有結合性修飾は、米国特許第4,640,835号;第4,496,689号;第4,301,144号;第4,670,417号;第4,791,192号又は第4,179,337号に開示されたような方法で、前立腺癌ポリペプチドを、様々な非タンパク質性ポリマー、例えばポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール又はポリオキシアルキレンなどのひとつに連結することを含む。
【0188】
本発明の前立腺癌ポリペプチドは、別の異種ポリペプチド又はアミノ酸配列に融合された前立腺癌ポリペプチドを含むキメラ分子を形成する方法で修飾することもできる。ある態様において、このようなキメラ分子は、前立腺癌ポリペプチドの、抗タグ抗体が選択的に結合することができるようなエピトープを提供するタグポリペプチドとの融合を含む。このエピトープタグは一般に、前立腺癌ポリペプチドのアミノ末端又はカルボキシル末端に配置される。このような前立腺癌ポリペプチドのエピトープタグ付けした形の存在は、タグポリペプチドに対する抗体を用いて検出することができる。更に、エピトープタグの供給は、前立腺癌ポリペプチドを、抗タグ抗体を使用するアフィニティー精製又は別の型のエピトープタグに結合するアフィニティーマトリックスにより容易に精製され得るようにすることができる。別の態様において、このキメラ分子は、前立腺癌ポリペプチドの免疫グロブリン又は免疫グロブリンの特定領域との融合も含み得る。キメラ分子の二価の形について、このような融合は、IgG分子のFc領域である。
【0189】
様々なタグポリペプチド及びそれらの各抗体は当技術分野において周知である。例として、ポリヒスチジン(poly−his)タグ又はポリヒスチジングリシン(poly−his−gly)タグ;HIS6及び金属キレートタグ、flu HAタグポリペプチド及びその抗体12CA5(Fieldら、Mol. Cell Biol.、8:2159−2165(1988));c−mycタグ及びそれらの8F9、3C7、6E10、G4、B7及び9E10抗体(Evanら、Molecular and Cellular Biology、5:3610−3616(1985));並びに、単純ヘルペスウイルス糖タンパク質D(gD)タグ及びその抗体(Paborskyら、Protein Engineering、3(6):547−553(1990))。別のタグポリペプチドは、Flagペプチド(Hoppら、BioTechnology、6:1204−1210(1988));KT3エピトープペプチド(Martinら、Science、255:192−194(1992));チューブリンエピトープペプチド(Skinnerら、J. Biol. Chem.、266:15163−15166(1991));並びに、T7遺伝子10タンパク質ペプチドタグ(Lutz−Freyermuthら、Proc. Natl. Acad. Sci. USA、87:6393−6397(1990))がある。
【0190】
他に含まれるのは、前立腺癌ファミリーの他の前立腺癌タンパク質、及び他の生体由来の前立腺癌タンパク質であり、これらは以下に概説されるようにクローニングされ発現される。従って、プローブ又は縮重(degenerate)ポリメラーゼ連鎖反応(PCR)プライマー配列を用い、ヒト又は別の生体から他の関連前立腺癌タンパク質を見つけることができる。当業者により理解されるように、特に有用なプローブ及び/又はPCRプライマー配列は、前立腺癌核酸配列の独自の領域を含む。当技術分野において一般に公知であるように、好ましいPCRプライマーは、長さ約15〜約35個のヌクレオチドであり、約20〜約30個が好ましく、必要に応じイノシンを含み得る。PCR反応の条件は当技術分野において周知である(例えば、Innis、PCRプロトコール、前掲)。
【0191】
前立腺癌タンパク質に対する抗体
好ましい態様において、前立腺癌タンパク質が、例えば免疫療法又は免疫診断などのための抗体産生に使用される場合、前立腺癌タンパク質は、少なくとも1個のエピトープ又は決定基を完全長タンパク質と共有しなければならない。本明細書における「エピトープ」又は「決定基」は、典型的にはMHCに関連して抗体又はT細胞受容体を産生及び/又は結合するであろうタンパク質の一部を意味する。従ってほとんどの場合に、比較的小さい前立腺癌タンパク質に対して形成された抗体は、完全長タンパク質、特に線状エピトープに結合することができるであろう。好ましい態様において、エピトープは独自であり;すなわち、独自のエピトープに対して作成された抗体は、ほどんど又は全く交差反応性を示さない。
【0192】
ポリクローナル抗体の調製法は、当業者に公知である(例えば、Coligan、前掲;並びに、Harlow及びLane、前掲)。ポリクローナル抗体は、例えば免疫感作物質及び望ましいならばアジュバントの1回又は複数回の注射により、哺乳類において生じうる。典型的には、免疫感作物質及び/又はアジュバントは、複数回の皮下注射又は腹腔内注射により哺乳類に注射されると思われる。免疫感作物質は、図の核酸もしくはそれらの断片又はそれらの融合タンパク質によりコードされたタンパク質を含むことができる。これは、免疫感作された哺乳類において免疫原性であることがわかっているタンパク質への免疫感作物質の複合化において有用である。このような免疫原性タンパク質の例は、キーホールリンペットヘモシアニン、血清アルブミン、ウシのチログロブリン、及びダイズトリプシンインヒビターを含むが、これらに限定されるものではない。使用することができるアジュバントの例は、フロイントの完全アジュバント及びMPL−TDMアジュバント(モノホスホリルリピドA、合成トレハロースジコリノミコレート)を含む。免疫感作プロトコールは、当業者により必要以上の実験を行うことなく選択される。
【0193】
あるいは抗体は、モノクローナル抗体であることができる。モノクローナル抗体は、ケーラー(Kohler)及びミルスタイン(Milstein)、Nature、256:495(1975)に記されたような、ハイブリドーマ法を用いて調製することができる。ハイブリドーマ法において、マウス、ハムスター又は他の適当な宿主動物は、典型的には、免疫感作物質により免疫感作され、この免疫感作物質に特異的に結合する抗体を産生する又は産生することが可能であるリンパ球を誘起する。あるいは、これらのリンパ球は、インビトロにおいて免疫感作される。この免疫感作物質は、典型的には表1〜16の核酸とそれらの断片によりコードされたポリペプチド、又はそれらの融合タンパク質を含むであろう。一般に、ヒト起源の細胞が望ましい場合は末梢血リンパ球(「PBL」)のいずれかが使用され、又は非ヒト哺乳類起源が望ましい場合は、脾細胞もしくはリンパ節細胞が使用される。その後リンパ球は、ポリエチレングリコールのような適当な融合剤を用い、不死化された細胞株に融合され、ハイブリドーマ細胞を形成する(Goding、「モノクローナル抗体:原理及び実践(Monoclonal Antibodies: Principles and Practice)」、59−103頁(1986))。不死化された細胞株は、通常形質転換された哺乳類細胞、特に齧歯類、ウシ及びヒト起源の骨髄腫細胞である。通常ラット又はマウスの骨髄腫細胞株が使用される。このハイブリドーマ細胞は、好ましくは融合されない不死化された細胞の増殖又は生存を阻害する物質を1種又は複数種含む適当な培養培地において培養することができる。例えば、親細胞が酵素ヒポキサンチングアニンホスホリボシルトランスフェラーゼ(HGPRT又はHPRT)を欠損している場合、このハイブリドーマのための培養培地は、典型的にはヒポキサンチン、アミノプテリン及びチミジンを含み(「HAT培地」)、これらの物質は、HGPRT欠損細胞の増殖を妨害するであろう。
【0194】
ある態様において、この抗体は、二重特異性抗体である。二重特異性抗体は、少なくとも2種の異なる抗原に対する結合特異性を有するか、又は同じ抗原上の2種のエピトープに対する結合特異性を有するモノクローナル性の、好ましくはヒト又はヒト化された抗体である。ある態様において、結合特異性のひとつは、表1〜16の核酸又はそれらの断片によりコードされたタンパク質に関するものであり、別のものは、いずれか他の抗原、及び好ましくは細胞−表面タンパク質又は受容体もしくは受容体サブユニットに対するものであり、好ましくは腫瘍特異性のものである。あるいは、四量体型の技術は多価試薬を作成することができる。
【0195】
好ましい態様において、前立腺癌タンパク質に対する抗体は、以下に説明するように、前立腺癌タンパク質の生物機能を低下又は排除することが可能である。すなわち、抗前立腺癌タンパク質抗体(ポリクローナル又は好ましくはモノクローナルのいずれか)の前立腺癌組織(又は前立腺癌を含む細胞)への添加は、前立腺癌を低下又は排除することができる。一般に、活性、増殖、サイズなどの、少なくとも25%の低下が好ましく、少なくとも約50%が特に好ましく、及び約95〜100%の低下が特別に好ましい。
【0196】
好ましい態様において、前立腺癌タンパク質に対する抗体は、ヒト化抗体(例えば、Xenerex Biosciences社、Mederex社、Abgenix社、Protein Design Labs社)である。非ヒト(例えばマウス)抗体のヒト化型は、非ヒト免疫グロブリン由来の最小配列を含む、免疫グロブリン、免疫グロブリン鎖又はそれらの断片(例えばFv、Fab、Fab’、F(ab’)2又は他の抗体の抗原結合部分配列)のキメラ分子である。ヒト化抗体は、レシピエントの相補性決定領域(CDR)からの残基が、望ましい特異性、親和性及び能力(capacity)を有するマウス、ラット又はウサギのような非ヒト種(ドナー抗体)のCDRからの残基で交換されているような、ヒト免疫グロブリン(レシピエント抗体)を含む。場合によっては、ヒト免疫グロブリンのFvフレームワーク残基が、対応する非ヒト残基により置き換えられる。ヒト化抗体も、レシピエント抗体においても、外来性(imported)CDR又はフレームワーク配列においても認められない残基を含むことができる。一般にヒト化抗体は、少なくとも1個、及び典型的には2個の可変ドメインの全てを実質的に含み、ここでCDR領域の全て又は実質的に全てが非ヒト免疫グロブリンのものに対応しており、並びに全て又は実質的に全てのフレームワーク(FR)領域は、ヒト免疫グロブリンコンセンサス配列のものである。ヒト化抗体は、免疫グロブリン定常領域(Fc)の少なくとも一部、典型的にはヒト免疫グロブリンのものを含むことが最も適しているであろう(Jones ら、Nature、321:522−525(1986);Riechmannら、Nature、332:323−329(1988);及び、Presta、Curr. Op. Struct. Biol.、2:593−596(1992))。ヒト化は、齧歯類CDR又はCDR配列を対応するヒト抗体の配列と置換することにより、本質的にWinterとその同僚の方法に従い行うことができる(Jonesら、Nature、321:522−525(1986);Riechmannら、Nature、332:323−327(1988);Verhoeyenら、Science、239:1534−1536(1988))。従って、このようなヒト化抗体は、キメラ抗体(米国特許第4,816,567号)であり、ここでは実質的に完全よりも少ないヒト可変ドメインが、対応する非ヒト種の配列で置換される。
【0197】
ヒト抗体も、当技術分野において公知である様々な技術を用いて産生することができ、これはファージディスプレイライブラリーを含む(Hoogenboom及びWinter、J. Mol. Biol.、227:381(1991);Marksら、J. Mol. Biol.、222:581(1991))。Coleら及びBoernerらの技術も、ヒトモノクローナル抗体の調製に利用可能である(Coleら、「モノクローナル抗体及び癌療法(Monoclonal Antibodies and Cancer Therapy)」77頁及びBoernerら、J. Immunol.、147(1):86−95(1991))。同様に、ヒト抗体は、ヒト免疫グロブリン遺伝子座の、トランスジェニック動物、例えば内在性免疫グロブリン遺伝子が部分的又は完全に不活性化されているようなマウスへの導入により作出することができる。チャレンジ時に、ヒト抗体産生が認められ、これは、遺伝子再構成、集成及び抗体レパートリを含む全ての点においてヒトにおいて認められるものによく似ている。この方法は、例えば米国特許第5,545,807号;第5,545,806号;第5,569,825号;第5,625,126号;第5,633,425号;第5,661,016号、及び以下の科学刊行物:マークス(Marks)ら、Bio/Technology、10:779−783(1992);ロンバーグ(Lonberg)ら、Nature、368:856−859(1994);モリソン(Morrison)、Nature、368:812−13(1994);フィッシュワイルド(Fishwild)ら、Nature Biotechnology、14:845−51(1996);ニューバーガー(Neuberger)、Nature、Biotechnology、14:826(1996);ロンバーグ(Lonberg)及びフーザー(Huszar)、Intern. Rev. Immunol.、13:65−93(1995)に記されている。
【0198】
免疫療法は、前立腺癌タンパク質に対して生じた抗体による、前立腺癌の治療を意味する。本明細書において使用される免疫療法は、受動的又は能動的であることができる。本明細書において定義されるように、受動免疫療法は、抗体をレシピエント(患者)へ受動的に移す。能動免疫感作は、レシピエント(患者)に抗体及び/又はT細胞応答を誘導することである。免疫応答の誘導は、それに対し抗体が生じた抗原を伴うレシピエントを提供した結果である。当業者には理解されるように、この抗原は、それに対する抗体がレシピエントに生じることが望ましいようなポリペプチドの注射、又はレシピエントと抗原を発現することが可能である核酸の、抗原発現のための条件下での接触により、提供することができ、これは免疫応答につながる。
【0199】
好ましい態様において、それに対して抗体が生じる前立腺癌タンパク質は、前述のような分泌タンパク質である。理論的裏付けはないが、治療に使用される抗体は、分泌タンパク質に結合し、それが受容体へ結合することを妨害し、これにより分泌前立腺癌タンパク質を失活させる。
【0200】
別の好ましい態様において、それに対して抗体が生じる前立腺癌タンパク質は、膜貫通タンパク質である。理論的裏付けはないが、治療に使用される抗体は、前立腺癌タンパク質の細胞外ドメインに結合し、それが循環リガンド又は細胞に関連した分子のような他のタンパク質と結合することを妨害する。この抗体は、膜貫通前立腺癌タンパク質の下方制御を引き起し得る。当業者には理解されるように、この抗体は、前立腺癌タンパク質の細胞外ドメインに結合するタンパク質の競合的、非競合的又は未競合的インヒビターである。この抗体は、前立腺癌タンパク質のアンタゴニストでもある。更にこの抗体は、膜貫通前立腺癌タンパク質の活性化を妨害する。ある局面において、抗体が前立腺癌タンパク質への他の分子の結合を妨害する場合、この抗体は、細胞の成長を妨害する。この抗体は、TNF−α、TNF−β、IL−1、INF−γ及びIL−2を含むが、これらに限定されるものではない細胞傷害性物質、又は5FU、ビンブラスチン、アクチノマイシンD、シスプラチン、メトトレキセートなどの化学療法剤に対する、細胞の標的化又は増感にも使用することができる。場合によっては、この抗体は、膜貫通タンパク質と複合化された場合に血清補体を活性化する亜型に属し、これにより細胞傷害性又は抗原−依存型細胞傷害性(ADCC)を媒介する。従って、前立腺癌は、患者への膜貫通型前立腺癌タンパク質に対する抗体の投与により治療される。抗体の標識化により、共通毒素(co−toxin)を活性化し、毒素の最大積載(payload)を局在化し、さもなければ局所的に細胞を除去する手段が提供される。
【0201】
別の好ましい態様において、この抗体は、エフェクター部分に複合される。エフェクター部分は、放射標識又は蛍光標識のような標識化部位を含む、多くの分子であってもよく、治療的部分であってもよい。ある局面において、治療的部分は、前立腺癌タンパク質の活性を変調する小分子である。別の局面において、治療的部分は、前立腺癌タンパク質に関連した又は密に近接した分子の活性を変調する。この治療的部分は、前立腺癌に関連したプロテアーゼ又はコラゲナーゼ又はプロテインキナーゼ活性のような酵素活性を阻害することができる。
【0202】
好ましい態様において、治療的部分は、細胞傷害性物質であることもできる。この方法において、細胞傷害性物質の前立腺癌組織又は細胞への標的化は、罹患した細胞数を減少させ、これにより前立腺癌に関連した症状を軽減する。細胞傷害性物質は、多数であり、変動し、及び細胞傷害性薬物又は毒素もしくはこのような毒素の活性断片を含むが、これらに限定されるものではない。適当な毒素及びそれらの対応する断片は、ジフテリアA鎖、外毒素A鎖、リシンA鎖、アブリンA鎖、クルシン(curcin)、クロチン、フェノマイシン、エノマイシンなどを含む。細胞傷害性物質は、放射性同位元素の前立腺癌タンパク質に対して生じた抗体への複合化、又は放射性核種の抗体に共有結合しているキレート剤との結合により作成された放射化学物質も含む。膜貫通型前立腺癌タンパク質への治療的部分の標的化は、前立腺癌に罹患した部分における治療的部分の局所濃度を増加するためだけではなく、治療的部分に関連し得る有害な副作用の低下にも役立つ。
【0203】
別の好ましい態様において、それに対し抗体が生じる前立腺癌タンパク質は、細胞内タンパク質である。この場合、抗体は、細胞への侵入を促進するタンパク質と複合し得る。ある場合は、この抗体は、エンドサイトーシスにより、細胞へ侵入する。別の態様において、この抗体をコードしている核酸が、個体又は細胞へ投与される。更に前立腺癌タンパク質が細胞内、すなわち核内で標的化される場合、抗体はその上、標的局在化のシグナル、すなわち核局在化シグナルを含む。
【0204】
本発明の前立腺癌抗体は、前立腺癌タンパク質に特異的に結合する。本明細書において「特異的結合」とは、Kが少なくとも約0.1mM、より一般的には少なくとも約1μM、好ましくは少なくとも約0.1μM又はそれ以上、もしくは最も好ましくは0.01μM又はそれ以上で、抗体がタンパク質に結合することを意味する。結合の選択性も重要である。
【0205】
診断及び治療用途のための前立腺癌配列の検出
ある局面において、遺伝子のRNA発現レベルは、前立腺癌表現型の異なる細胞状態について決定される。正常組織(すなわち、前立腺癌ではない)及び前立腺癌組織(及び場合によっては、以下に概説するように予後判定に関連した前立腺癌の変動する重症度について)における遺伝子の発現レベルが評価され、発現プロフィールを提供する。特定の細胞状態又は出現点(point of development)の発現プロフィールは、本質的にその状態の「フィンガープリント」である。2つの状態は同様に発現された特定の遺伝子を有する一方で、多くの遺伝子の評価は、同時に細胞の状態を反映している遺伝子発現プロフィールの作成を可能にする。異なる状態の細胞の発現プロフィールを比較することにより、これらの状態の各々においてどの遺伝子が重要であるかに関する情報(遺伝子の上方制御及び下方制御の両方を含む)が得られる。次に、診断が下されるか、もしくは組織試料が正常又は癌性組織の遺伝子発現プロフィールを有するかどうかの決定が確認される。これは、関連する状態の分子診断を提供するであろう。
【0206】
本明細書で使用される「示差的発現」又は文法上の同等物は、細胞及び組織の内側及び間での一時的な及び/又は細胞の遺伝子発現パターンにおける定性的又は定量的差異を意味する。従って、示差的に発現された遺伝子は、定性的に変更されたその発現を有することができ、これは例えば正常対前立腺癌組織における、活性化又は失活を含む。遺伝子は、別の状態に比べ、特定の状態で作動又は停止されるような、従って、2種以上の状態の比較を可能にする。定性的に調節された遺伝子は、標準技法により検出可能な状態又は細胞型において、発現パターンを示すであろう。一部の遺伝子は、ひとつの状態又は細胞型において発現されるが、両方においては発現されない。あるいは、発現の差異は、例えば発現は増加又は減少する点で定量的であり;すなわち、遺伝子発現は、上方制御され、増加量の転写物を生じるか、もしくは下方制御され、減少量の転写物を生じる。発現が異なる程度は、Affymetrix GeneChip(商標)発現アレイ(Lockhart、Nature Biotechnology、14:1675−1680(1996)、これは明確に参照として組入れられている)のような、以下に詳述する、標準の特徴決定技法により定量するのに十分な大きさであることのみが必要とされる。他の技法は、定量的逆転写酵素PCR、ノーザン分析、及びRNアーゼプロテクションを含むが、これらに限定されるものではない。先に概説したように、好ましい発現の変化(すなわち、上方制御又は下方制御)は、少なくとも約50%、より好ましくは少なくとも約100%、より好ましくは少なくとも約150%、より好ましくは少なくとも約200%であり、300〜少なくとも1000%が特に好ましい。
【0207】
評価は、遺伝子転写物、又はタンパク質レベルについて行うことができる。遺伝子発現の量は、遺伝子転写物のDNA又はRNA同等物への核酸プローブ、もしくは遺伝子発現レベルの定量を用いモニタリングすることができるか、あるいは、最終の遺伝子産物それ自身(タンパク質)を、例えば前立腺癌タンパク質に対する抗体及び標準イムノアッセイ法(ELISAなど)、もしくは質量分析アッセイ法、2Dゲル電気泳動アッセイ法などを含む他の技術により、モニタリングすることができる。前立腺癌遺伝子に相当しているタンパク質、すなわち前立腺癌表現型において重要であると同定されたものを、前立腺癌診断試験において評価することができる。
【0208】
好ましい態様において、遺伝子発現モニタリングは、多くの遺伝子において同時に行われる。加えて複数のタンパク質発現のモニタリングも行うことができる。同様に、これらのアッセイ法は、個体ベースでも行うことができる。
【0209】
この態様において、前立腺癌核酸プローブは、特定の細胞中の前立腺癌配列の検出及び定量のために本明細書において概説されたバイオチップに付着される。このアッセイ法は更に、下記実施例において説明されている。PCR技法を用い、より良い感度を提供することができる。
【0210】
好ましい態様において、前立腺癌タンパク質をコードしている核酸が検出される。前立腺癌タンパク質をコードしているDNA又はRNAを検出することはできるが、特に興味深いのは、前立腺癌タンパク質をコードしているmRNAが検出される方法である。mRNAを検出するプローブは、mRNAに相補的でありかつハイブリダイズするヌクレオチド/デオキシヌクレオチドプローブであり、並びにオリゴヌクレオチド、cDNA又はRNAを含むが、これらに限定されるものではない。同じくプローブは、本明細書に定義されたように、検出可能な標識を含むのがよい。ある方法において、mRNAは、被験核酸が、ナイロン膜のような固相支持体上に固定され、及びプローブが試料とハイブリダイズした後に検出される。非特異的に結合したプローブを洗浄除去後、この標識が検出される。別法において、mRNAの検出はインサイチュで行われる。この方法において、透過性上昇した細胞又は組織試料は、検出可能な標識された核酸プローブと、プローブが標的mRNAとハイブリダイズするのに十分な時間接触される。非特異的に結合したプローブを洗浄除去した後、標識が検出される。例えば、前立腺癌タンパク質をコードしているmRNAに相補的であるジゴキシゲニンで標識したリボプローブ(RNAプローブ)は、ジゴキシゲニンの抗ジゴキシゲニン二次抗体との結合、並びにニトロブルーテトラゾリウム及び5−ブロモ−4−クロロ−3−インドリル(indoyl)リン酸による呈色により検出される。
【0211】
好ましい態様において、本明細書に記されたタンパク質の3クラス(分泌、膜貫通又は細胞内タンパク質)由来の様々なタンパク質を診断アッセイ法に使用することができる。前立腺癌のタンパク質、抗体、核酸、修飾されたタンパク質及び前立腺癌配列を含む細胞が、診断アッセイ法において使用される。これは個々の遺伝子又は対応するポリペプチドレベルで行うことができる。好ましい態様において、発現プロフィールが使用され、好ましくは発現プロフィール遺伝子及び/又は対応するポリペプチドのモニタリングを可能にするハイスループットスクリーニング技術と組合わせて使用される。
【0212】
本明細書に説明されかつ定義されたように、細胞内、膜貫通又は分泌タンパク質を含む前立腺癌タンパク質は、前立腺癌のマーカーとしての用途が見いだされた。前立腺癌と予想される組織におけるこれらのタンパク質の検出は、前立腺癌の検出又は診断を可能にする。ある態様において、抗体を使用し、前立腺癌タンパク質を検出する。好ましい方法は、ゲル上の電気泳動(典型的には変性及び還元タンパク質ゲルであるが、等電点ゲルなどを含む別のゲル型であることもできる。)により、試料からタンパク質を分離する。タンパク質の分離後、例えば前立腺癌タンパク質に対する抗体によるイムノブロッティングにより、前立腺癌タンパク質が検出される。イムノブロッティング法は、当業者には周知である。
【0213】
別の好ましい方法において、前立腺癌タンパク質に対する抗体は、例えば組織学でのインサイチュ画像形成技術における用途を見いだす(例えば「細胞生物学における方法:細胞生物学における抗体(Methods in Cell Biology: Antibodies in Cell Biology)」第37巻(Asai編、1993))。この方法において、細胞は、前立腺癌タンパク質に対する1種〜数種の抗体と接触される。非特異的抗体結合の洗浄除去後、1種又は複数の抗体の存在が検出される。ある態様において、抗体は、検出可能な標識を含む二次抗体とインキュベーションすることにより検出される。別法において、前立腺癌タンパク質に対する一次抗体は、検出可能な標識、例えば基質に作用することができる酵素マーカーを含む。別の好ましい態様において、複数の一次抗体の各々は、識別されかつ検出可能な標識を含む。この方法は、複数の前立腺癌タンパク質の同時スクリーニングにおける用途を見いだす。当業者に理解されるように、多くの他の組織学的画像形成技術も、本発明により提供される。
【0214】
好ましい態様において、標識は、様々な波長の発光を検出及び識別する能力を有する蛍光光度計により検出される。加えて、蛍光活性化細胞選別機(FACS)を本方法において使用することができる。
【0215】
別の好ましい態様において、抗体は、血液、血清、血漿、糞便、及び他の試料からの前立腺癌の診断における用途を見いだす。従ってこのような試料は、前立腺癌タンパク質の存在についてプロービング又は試験される試料として有用である。抗体は、ELISA、イムノブロッティング(ウェスタンブロッティング)、免疫沈降、BIACORE技法などを含む先に説明されたイムノアッセイ技術により、前立腺癌タンパク質の検出に使用することができる。対照的に、抗体の存在は、内因性前立腺癌タンパク質に対する免疫応答を示し得る。
【0216】
好ましい態様において、標識化された前立腺癌核酸プローブの組織アレイに対するインサイチュハイブリダイゼーションが行われる。例えば、前立腺癌組織及び/又は正常組織を含む組織試料アレイが作成される。インサイチュハイブリダイゼーション(例えば、Ausubel、前掲参照)が次に行われる。個体と標準の間のフィンガープリントを比較する際に、当業者は、所見を基に診断、予後判定、又は予測することができる。更にこの診断を示している遺伝子は、予後判定を示すものとは異なることがあること、及び細胞状態の分子プロファイリングは治療反応性又は治療抵抗性の状態の間を識別するか、もしくは転帰を予測できることも理解される。
【0217】
好ましい態様において、前立腺癌のタンパク質、抗体、核酸、修飾されたタンパク質及び前立腺癌配列を含む細胞は、予後判定アッセイ法において使用される。前述のように、長期の予後判定に関し、前立腺癌に相関している遺伝子発現プロフィールを作成することができる。再度これも、タンパク質又は遺伝子レベルのいずれかで行うことができ、遺伝子の使用が好ましい。前述のように、前立腺癌プローブは、組織又は患者中の前立腺癌配列の検出及び定量のために、バイオチップに付着することができる。このアッセイ法は、診断について先に概説したように進められる。PCR法はより感度が良く正確な定量を提供することができる。
【0218】
治療的化合物のアッセイ法
好ましい態様において、本明細書に説明したタンパク質、核酸及び抗体の一員が、薬物スクリーニングアッセイ法において使用される。前立腺癌タンパク質、抗体、核酸、修飾されたタンパク質及び前立腺癌配列を含む細胞が、薬物スクリーニングアッセイ法において、又は「遺伝子発現プロフィール」もしくはポリペプチドの発現プロフィールに対する薬物候補の作用の評価により、使用される。好ましい態様において、発現プロフィールが使用され、好ましくは候補物質による処理後の発現プロフィール遺伝子のモニタリングを可能にするハイスループットスクリーニング技術と組合わせて使用される(例えば、Zlokarnikら、Science、279:84−8(1998);Heid、Genome Res.、6:986−94(1996))。
【0219】
好ましい態様において、前立腺癌のタンパク質、抗体、核酸、修飾されたタンパク質及び未変性の又は修飾された前立腺癌タンパク質を含む細胞が、スクリーニングアッセイにおいて使用される。すなわち本発明は、前立腺癌表現型を変調する組成物又は同定された前立腺癌タンパク質の生理的機能の新規スクリーニング法を提供する。前述のように、これは、個々の遺伝子レベルで、又は「遺伝子発現プロフィール」に対する薬物候補の作用の評価により、行うことができる。好ましい態様においては、発現プロフィールが使用され、好ましくは候補物質による処理後の発現プロフィール遺伝子のモニタリングを可能にするハイスループットスクリーニング技術と組合わせて使用され、これはツロカニク(Zlokarnik)らの論文(前掲)を参照のこと。
【0220】
本明細書において示差的に発現された遺伝子を同定し、様々なアッセイ法を実行することができる。好ましい態様において、アッセイ法は、個々の遺伝子又はタンパク質レベルで試行することができる。すなわち、前立腺癌における上方制御として特定の遺伝子が同定されると、試験化合物を、遺伝子発現を変調する又は前立腺癌タンパク質に結合する能力についてスクリーニングすることができる。従って「変調」は、遺伝子発現の増加及び減少の両方を含む。好ましい変調量は、正常対前立腺癌組織における遺伝子発現の当初の変化に応じて決まり、この変化は少なくとも10%、好ましくは50%、より好ましくは100〜300%、及び一部の態様においては300〜1000%又はそれよりも多いと思われる。従って、遺伝子が前立腺癌組織において正常組織と比べ4倍の増加を示すならば、およそ4倍の減少が望ましいことが多く;同様に、前立腺癌組織において正常組織と比べ10倍の減少は、その試験化合物により誘導されるべき発現における10倍増加の目標値を提供することが多い。
【0221】
遺伝子発現の量は、核酸プローブを用いてモニタリングされ、及び遺伝子発現レベル、あるいは遺伝子産物それ自身の定量は、例えば、前立腺癌タンパク質に対する抗体の使用及び標準のイムノアッセイによりモニタリングされる。プロテオミクス及び分離技術も、発現の定量を可能にする。
【0222】
好ましい態様において、多くの実体の遺伝子発現又はタンパク質モニタリング、すなわち発現プロフィールは、同時にモニタリングされる。このようなプロフィールは、典型的には、本明細書において説明した複数のそれらの実体に関連していると思われる。
【0223】
この態様において、前立腺癌核酸プローブは、特定の細胞中の前立腺癌配列の検出及び定量のために、以下に概説したようにバイオチップに付着される。あるいは、PCRを利用することができる。従って例えば、一連のマイクロタイタープレートを、望ましいウェル中に分配されたプライマーと共に使用することができる。次にPCR反応が、各ウェルについて行われ分析される。
【0224】
発現モニタリングを行い、1種又は複数の前立腺癌に関連した配列、例えば表1〜16に示されたポリヌクレオチド配列の発現を修飾する化合物を同定することができる。一般に、好ましい態様において、分析前に試験モジュレーターが細胞に添加される。更に前立腺癌を変調する物質、前立腺癌タンパク質を変調する物質、前立腺癌タンパク質に結合する物質、もしくは前立腺癌タンパク質及び抗体又は他の結合のパートナーとの結合を妨害する物質を同定するための、スクリーニングも提供される。
【0225】
本明細書において使用される「試験化合物」又は「薬物候補」又は「モジュレーター」という用語又は文法上の同等物は、前立腺癌表現型又は前立腺癌配列の発現、例えば核酸もしくはタンパク質配列の発現を直接的又は間接的に変更する能力について試験されるいずれかの分子、例えばタンパク質、オリゴペプチド、小有機分子、多糖類、ポリヌクレオチド等を説明する。好ましい態様において、モジュレーターは、発現プロフィール、又は本明細書において提供される発現プロフィールの核酸もしくはタンパク質を変更する。ある態様において、モジュレーターは、例えば正常組織フィンガープリントに対し、前立腺癌表現型を抑制する。別の態様において、モジュレーターは、前立腺癌表現型を誘導する。一般に、複数のアッセイ混合物が、様々な濃度に対する示差的反応を得るために、異なる物質濃度で、平行して試行される。典型的には、これらの濃度のひとつを、陰性対照、すなわちゼロ濃度又は検出レベル以下として利用する。
【0226】
薬物候補は、多くの化学クラスを包含しているが、典型的にはこれらは有機分子、好ましくは分子量100ダルトンより多く及び約2,500ダルトン未満である小有機化合物である。好ましい小分子は、2000D未満、又は1500D未満、もしくは1000D未満又は500D未満である。候補物質は、タンパク質との構造的相互作用、特に水素結合に必要な官能基を含み、典型的には少なくともアミン、カルボニル、ヒドロキシル又はカルボキシル基を含み、好ましくは少なくとも2個の官能化学基を含む。この候補物質は、1個又は複数の前記官能基で置換された環状炭素又はヘテロ環式構造及び/又は芳香族もしくはポリ芳香族構造を含むことが多い。候補物質は、ペプチド、糖質、脂肪酸、ステロイド、プリン、ピリミジン、誘導体、構造類似体又はそれらの組合せを含む、生体分子においても見つけられる。特に好ましいのはペプチドである。
【0227】
ある局面において、モジュレーターは、前立腺癌タンパク質の作用を中和すると思われる。「中和」とは、タンパク質の活性が阻害又はブロックされ、結果として細胞に対する作用が生じることを意味する。
【0228】
ある態様において、可能性のあるモジュレーターのコンビナトリアルライブラリーが、前立腺癌ポリペプチドに結合する能力又は活性を変調する能力についてスクリーニングされる。通常、有用な特性を伴う新規化学実体は、化学化合物(「リード化合物」と称される)を、いくつかの望ましい特性又は活性、例えば阻害活性について同定し、リード化合物の変種を生成し、及びこれらの変種化合物の特性及び活性を評価することにより、作出される。しばしば、このような分析のために、ハイスループットスクリーニング(HTS)法が利用される。
【0229】
ある好ましい態様において、ハイスループットスクリーニング法は、非常に多数の可能性のある治療的化合物(候補化合物)を含むライブラリーを提供する。このような「コンビナトリアルケミカルライブラリー」は、その後、望ましい特徴的活性を示すライブラリーメンバー(特定の化学種又はサブクラス)を同定する1種又は複数のアッセイ法によりスクリーニングされる。こうして同定された化合物は、通常の「リード化合物」として利用することができるか、又はそれら自身見込みのある又は実際の治療において使用され得る。
【0230】
コンビナトリアルケミカルライブラリーは、試薬のような多くのケミカル「ビルディングブロック」の組合せにより、化学合成又は生物学的合成のいずれかにより作成された多様な化学化合物の集合である。例えば、ポリペプチド(例えば突然変異タンパク質)ライブラリーのような、線形(linear)コンビナトリアルケミカルライブラリーが、所定の化合物長(すなわち、ポリペプチド化合物中のアミノ酸の数)に関する可能性のある各方法で、アミノ酸と称されるケミカルビルディングブロックのセットの組合せにより作成される。数百万にも及ぶ化学化合物が、ケミカルビルディングブロックのこのようなコンビナトリアル混合を通じて合成され得る(Gallopら、J. Med Chem.、37(9):1233−1251(1994))。
【0231】
コンビナトリアルケミカルライブラリーの調製及びスクリーニングは、当業者に周知である。このようなコンビナトリアルケミカルライブラリーは、ペプチドライブラリー(例えば、米国特許第5,010,175号、Furka、Pept. Prot. Res.、37:487−493(1991)、Houghtonら、Nature、354:84−88(1991))、ペプトイド(PCT国際公開公報第91/19735号)、コードされたペプチド(PCT国際公開公報第93/20242号)、ランダムバイオオリゴマー(PCT国際公開公報第92/00091号)、ベンゾジアゼピン(米国特許第5,288,514号)、ヒダントイン、ベンゾジアゼピン及びジペプチドのようなダイバーソマー(diversomer)(Hobbsら、Proc. Nat. Acad. Sci. USA、90:6909−6913(1993))、ビニル系ポリペプチド(Hagiharaら、J. Amer. Chem. Soc.、114:6568(1992))、β−D−グルコース足場を伴う非ペプチド系ペプチド擬似物(Hirschmannら、J. Amer. Chem. Soc.、114:9217−9218(1992))、小化合物ライブラリーの類似体有機合成(Chenら、J. Amer. Chem. Soc.、116:2661(1994))、オリゴカルバメート(Choら、Science、261:1303(1993))、及び/又はペプチジルリン酸(Campbellら、J. Org. Chem.、59:658(1994))を含むが、これらに限定されるものではない。一般に、ゴードン(Gordon)らの論文(J. Med. Chem.、37:1385(1994))、核酸ライブラリー(例えばStrategene社参照)、ペプチド核酸ライブラリー(例えば米国特許第5,539,083号参照)、抗体ライブラリー(例えばVaughnら、Nature Biotechnology、14(3):309−314(1996)、及びPCT/US96/10287号参照)、糖質ライブラリー(例えばLiangら、Science、274:1520−1522(1996)、及び米国特許第5,593,853号参照)、並びに小有機分子ライブラリー(例えば、ベンゾジアゼピン、Baum, C&EN、1月18日、33頁(1993);イソプレノイド、米国特許第5,569,588号;チアゾリジノン及びメタチアゾノン、米国特許第5,549,974号;ピロリジン、米国特許第5,525,735号及び第5,519,134号;モルホリノ化合物、米国特許第5,506,337号;ベアゾジアゼピン、米国特許第5,288,514号;など)を参照のこと。
【0232】
コンビナトリアルライブラリー調製のための装置は、市販されている(例えば、357 MPS、390 MPS、Advanced Chem Tech社、ルイスビル(KY)、Symphony、Rainin社、ウォーバーン(MA)、433A、Applied Biosystems社、フォスターシティー(CA)、9050 Plus、Millipore社、ベッドフォード(MA)参照のこと)。
【0233】
多くの周知のロボット型システムも、液相化学のために開発されている。これらのシステムは、武田化学工業(大阪、日本)により開発された自動合成装置のような、自動化されたワークステーションを備え、並びに多くのロボット型システムは、ロボットアームを使用し(Zymate II、Zymark社、ホプキントン、MA;Orca、Hewlett−Packard社、パロアルト、CA)、これは化学者により行われる手動合成操作を模倣している。前記装置のいずれかが、本発明での使用に適している。本明細書に記載のように操作することができるためのこれらの装置の改良の性質及び実行(存在するならば)は、関連技術分野の業者には明らかであろう。加えて多くのコンビナトリアルライブラリーが、それら自身市販されている(例えば、ComGenex社、プリンストン(NJ)、Asinex社、モスクワ(ロシア)、Tripos社、セントルイス(MO)、ChemStar社、モスクワ(ロシア)、3D Pharmaceuticals社、エクストン(PA)、Martek Biosciences社、コロンビア(MD)など)
【0234】
モジュレーターを同定するアッセイ法は、ハイスループットスクリーニングに順応し易い。従って好ましいアッセイ法は、前立腺癌遺伝子転写の増強又は阻害、ポリペプチド発現の阻害又は増強、及びポリペプチド活性の阻害又は増強を検出する。
【0235】
特定の核酸又はタンパク質産物の存在、非存在、定量、又は他の特性に関するハイスループットアッセイ法は、当業者には周知である。同様に結合アッセイ法及びレポーター遺伝子アッセイ法が同様に周知である。従って例えば、米国特許第5,559,410号は、タンパク質のハイスループットスクリーニング法を開示し、米国特許第5,585,639号は、核酸結合(すなわちアレイ内)に関するハイスループットスクリーニング法を開示している一方で、米国特許第5,576,220号及び第5,541,061号は、リガンド/抗体結合のスクリーニングのためのハイスループット法を開示している。
【0236】
加えて、ハイスループットスクリーニングシステムが市販されている(例えば, Zymark社、ホプキントン、MA;Air Technical Industries社、メントール、OH; Beckman Instruments社、フレルトン、CA;Precision Systems社、ナチック、MAなど参照)。これらのシステムは、典型的には、試料及び試薬の全てのピペッティング、液体分配、一定時間のインキュベーション、及びアッセイ法に適した検出器におけるマイクロプレートの最終読み取りを含む、全段階が自動化されている。これらの構築可能なシステムは、ハイスループット及び迅速な始動、更には高度の柔軟性及び特注生産を提供する。このようなシステムの製造業者は、様々なハイスループットシステムのための詳細なプロトコールを提供している。従って例えば、Zymark社は、遺伝子転写、リガンド結合などの変調を検出するスクリーニングシステムを説明している技術報を提供している。
【0237】
ある態様において、モジュレーターはタンパク質であり、多くは天然のタンパク質又は天然のタンパク質の断片である。従って、例えば、タンパク質を含有する細胞抽出物、又はタンパク質性細胞抽出物のランダムもしくは指定された消化物を使用することができる。この方法において、本発明の方法でのスクリーニングのためのタンパク質ライブラリーが、作成される。この態様において特に好ましいのは、細菌、真菌、ウイルス、及び哺乳類タンパク質のライブラリーであり、後者が好ましく、かつヒトタンパク質が特に好ましい。特に有用な試験化合物は、標的が属するタンパク質の種類、例えば酵素又はリガンドの基質及び受容体に関するであろう。
【0238】
好ましい態様において、モジュレーターは、約5〜約30個のアミノ酸のペプチドであり、約5〜約20個のアミノ酸が好ましく、約7〜約15個が特に好ましい。これらのペプチドは、前述のような天然のタンパク質の消化物、ランダムペプチド、又は「バイアスがかかった(biased)」ランダムペプチドであってもよい。本明細書における「ランダム化された」又は文法上の同等物は、各核酸及びペプチドが、本質的に、各々、ランダムヌクレオチド及びアミノ酸からなることを意味している。一般にこれらのランダムペプチド(又は以下に論ずる核酸)は化学的に合成されるので、これらは、いずれかの位置でいずれかのヌクレオチド又はアミノ酸に取込まれる。この合成プロセスは、配列の長さを超える全て又はほとんどの可能な組合せの形成を可能にするために、ランダム化されたタンパク質又は核酸を作成するように設計することができ、その結果ランダム化された候補生物活性タンパク質性物質のライブラリーが形成される。
【0239】
ある態様において、ライブラリーは、完全にランダム化され、いずれの位置においても配列の優先傾向(preference)又は不変のもの(constant)はない。好ましい態様において、ライブラリーはバイアスがかかっている。つまり、配列内のいくつかの位置は、一定に維持されるか又は現定数の可能性から選択されるかのいずれかである。例えば好ましい態様において、ヌクレオチド又はアミノ酸残基は、例えば疎水性アミノ酸、親水性残基、立体的にバイアスがかかった(小又は大いずれかの)残基、ある種の核酸結合ドメインに向けて、システインの形成、架橋、SH−3ドメインのためのプロリン、リン酸化部位のためのセリン、トレオニン、チロシンもしくはヒスチジンなど、又はプリンなどのような、限定された種類にランダム化されている。
【0240】
前立腺癌のモジュレーターは、以下に定義するように核酸であってもよい。概してタンパク質に関して先に示したように、核酸変調物質は、天然の核酸、ランダム核酸、又は「バイアスがかかった」ランダム核酸であることができる。例えば、原核ゲノム又は真核ゲノムの消化を、先にタンパク質について概説したように使用することができる。
【0241】
ある態様において、前立腺癌に関連したタンパク質の活性は、アンチセンスポリヌクレオチド、すなわち、前立腺癌タンパク質mRNAのような、コードしているmRNA核酸配列又はそれらの部分配列に相補的な核酸、及びこれらに優先的に特異的にハイブリダイズする核酸の使用により、下方制御されるか、又は全く阻害される。アンチセンスポリヌクレオチドのmRNAへの結合は、mRNAの翻訳及び/又は安定性を低下する。
【0242】
本発明の状況において、アンチセンスポリヌクレオチドは、天然のヌクレオチド、又は天然のサブユニットもしくはそれらの密接な相同体から形成された合成種を含み得る。アンチセンスポリヌクレオチドは、変更された糖部分又は内部糖連結も有し得る。これらの中の好例は、当技術分野における使用が公知である、ホスホロチオエート及び他のイオウ含有種である。類似体は、前立腺癌タンパク質mRNAにハイブリダイズするよう効果的に機能する限りは、本発明に包含される。例えば、Isis Pharmaceutics社、カールスパッド、CA;Sequitor社、ナチック、MA参照のこと。
【0243】
このようなアンチセンスポリヌクレオチドは、組換え手段を用い容易に合成するか、もしくはインビトロ合成することができる。このような合成装置は、Applied Biosystems社を含むいくつかの専門業者から販売されている。ホスホロチオエート及びアルキル化された誘導体のような他のオリゴヌクレオチドの調製も、当業者には周知である。
【0244】
本明細書において使用されるアンチセンス分子は、アンチセンス又はセンスオリゴヌクレオチドを含む。センスオリゴヌクレオチドは、例えば、アンチセンス鎖への結合による転写をブロックするために使用することができる。アンチセンス及びセンスオリゴヌクレオチドは、前立腺癌分子の標的mRNA(センス)又はDNA(アンチセンス)配列に結合することが可能である1本鎖核酸配列(RNA又はDNAのいずれか)を含む。本発明に従い、アンチセンス又はセンスオリゴヌクレオチドは、断片、一般には少なくとも約14個のヌクレオチド、好ましくは約14〜30個のヌクレオチドを含む。所定のタンパク質をコードしているcDNA配列を基に、アンチセンス又はセンスオリゴヌクレオチドを誘導する能力は、例えばステイン(Stein)及びコーエン(Cohen)の論文(Cancer Res.、48:2659(1988))及びファンデルクロール(van der Krol)らの論文(BioTechniques、6:958(1988))に記されている。
【0245】
アンチセンスポリヌクレオチドに加え、リボザイムを、前立腺癌に関連したヌクレオチド配列の標的化及び転写の阻害に使用することができる。リボザイムは、他のRNA分子を触媒的に切断するRNA分子である。様々な種類のリボザイムが説明されており、これはグループIリボザイム、ハンマーヘッド型リボザイム、ヘアピン型リボザイム、RNアーゼ P、及び斧頭型リボザイムを含む(様々なリボザイムの特性の全般的検証については、例えば、Castanottoら、Adv.、Pharmacology、25:289−317(1994)参照)。
【0246】
ヘアピン型リボザイムの一般的特徴は、例えば、ハンペル(Hampel)らの論文(Nucl. Acids Res.、18:299−304(1990));欧州特許公開第0 360 257号;米国特許第5,254,678号に開示されている。調製法は、当業者に周知である(例えば、国際公開公報第94/26877号;Ojwangら、Proc. Natl. Acad Sci. USA、90:6340−6344(1993);Yamadaら、Human Gene Therapy、1:39−45(1994);Leavittら、Proc. Natl Acad Sci. USA、92:699−703(1995);Leavittら、Human Gene Therapy、5:1151−120(1994);及び、Yamadaら、Virology、205:121−126(1994)参照)。
【0247】
前立腺癌のポリヌクレオチドモジュレーターは、国際公開公報第91/04753号に開示されたような、リガンド結合分子との複合体の形成により、標的ヌクレオチド配列を含む細胞へ導入することができる。適当なリガンド結合分子は、細胞表面受容体、増殖因子、他のサイトカイン、又は細胞表面受容体に結合する他のリガンドを含むが、これらに限定されるものではない。好ましくは、このリガンド結合分子の複合体は、リガンド結合分子のその対応する分子又は受容体に結合する能力を実質的に妨害せず、又はセンスもしくはアンチセンスオリゴヌクレオチド又はその複合体化されたものの細胞への侵入をブロックしない。あるいは、前立腺癌のポリヌクレオチドモジュレーターは、例えば、国際公開公報第90/10448号に開示されたように、ポリヌクレオチド−脂質複合体の形成により、標的核酸配列を含む細胞へ導入することができる。アンチセンス分子又はノックアウト及びノックインモデルの使用も、治療法に加え、前述のようなスクリーニングアッセイ法において使用することができることが理解される。
【0248】
前記のように、遺伝子発現モニタリングは、候補モジュレーター(例えば、タンパク質、核酸又は小分子)の試験に都合良く使用される。候補物質が添加され及び細胞がある期間インキュベーションされた後、分析される標的配列を含む試料が、バイオチップに添加される。必要に応じて、この標的配列は、公知の技術を用いて調製される。例えばこの試料は、適宜行われるPCRのような精製及び/又は増幅により、公知の溶解緩衝液、電気穿孔などを用い、細胞を溶解するように処理することができる。例えば、ヌクレオチドに共有結合した標識によるインビトロ転写が実行される。一般に、核酸は、ビオチンFITCもしくはPE、又はcy3もしくはcy5により標識される。
【0249】
好ましい態様において、標的配列は、例えば、蛍光、化学発光、化学的、又は放射性シグナルにより標識され、プローブへの標的配列の特異的結合を検出する手段を提供する。この標識は、アルカリホスファターゼ又は西洋ワサビペルオキシダーゼのような、酵素であることもでき、これが適当な基質と共に提供された場合には、検出することができる生成物を生成する。あるいは、標識は、酵素に結合するが、これを触媒も変更もしないような、酵素インヒビターのような標識された化合物又は小分子であることができる。標識は同じく、エピトープタグ又はストレプトアビジンに特異的に結合するビオチンのような部分又は化合物であることもできる。ビオチンの例に関し、ストレプトアビジンが前述のように標識され、これにより結合した標的配列についての検出可能なシグナルが提供される。未結合の標識されたストレプトアビジンは、典型的には分析前に除去される。
【0250】
当業者に理解されるように、これらのアッセイ法は、直接ハイブリダイゼーションアッセイ法であるか、又は複数のプローブの使用を含む「サンドイッチアッセイ法」を含むことができ、これらは概して米国特許第5,681,702号、第5,597,909号、第5,545,730号、第5,594,117号、第5,591,584号、第5,571,670号、第5,580,731号、第5,571,670号、第5,591,584号、第5,624,802号、第5,635,352号、第5,594,118号、第5,359,100号、第5,124,246号及び第5,681,697号に開示されており、これらは全て本明細書に参照として組入れられている。この態様において、一般に、標的核酸が前述のように調製され、次に複数の核酸プローブを含むバイオチップへ、ハイブリダイゼーション複合体を形成することができるような条件下で、添加される。
【0251】
様々なハイブリダイゼーション条件を、本発明において使用することができ、これは、先に概説したような、高、中及び低ストリンジェンシー条件を含む。これらのアッセイ法は、一般に標的が存在する場合にのみ標識プローブのハイブリダイゼーション複合体を形成するようなストリンジェンシー条件下で行われる。ストリンジェンシーは、温度、ホルムアミド濃度、塩濃度、カオトロピック塩濃度、pH、有機溶媒濃度などを含むが、これらに限定されるものではないような、熱力学的変数である段階パラメータを変更することにより制御することができる。
【0252】
これらのパラメータは、更に一般に米国特許第5,681,697号に開示されたような、非特異的結合の制御のためにも使用することができる。従って、非特異的結合を低下するような比較的高ストリンジェンシー条件で、段階を実行することが望ましい。
【0253】
本明細書に概説した反応は、様々な方法で実現することができる。この反応の成分は、以下に概説した好ましい態様により、同時に、又は逐次、異なる順で添加することができる。加えて、この反応は様々な他の試薬を含むことができる。これらは、塩、緩衝液、中性タンパク質、例えばアルブミン、界面活性剤などを含み、これは最適なハイブリダイゼーション及び検出を促進し、並び/又は非特異的もしくはバックグランド相互作用を低下させるために使用される。さもなければアッセイ効率を向上する試薬、例えばプロテアーゼインヒビター、ヌクレアーゼインヒビター、抗微生物剤なども、試料調製法及び標的の純度に応じて、適宜利用することができる。
【0254】
このアッセイデータは、個々の遺伝子の、発現レベル、状態間の発現レベルの変化を決定し、遺伝子発現プロフィールを形成するために解析される。
【0255】
スクリーニングは、前立腺癌表現型のモジュレーターを同定するために行われる。ひとつの態様において、スクリーニングは、特定の発現プロフィールを誘導又は抑制することができるモジュレーターを同定する、従って好ましくは関連した表現型を作成するために行われる。例えば診断用途のような別の態様において、特定の状態において重要である示差的に発現された遺伝子が同定され、個々の遺伝子の発現を変更するモジュレーターを同定するために、スクリーニングを行うことができる。別の態様において、スクリーニングは、示差的に発現された遺伝子の発現産物の生物学的機能を変更するモジュレーターを同定するために実行される。更に、特定の状態における遺伝子の重要性が同定され、遺伝産物に結合する及び/又は生物学的活性を変調する物質を同定するために、スクリーニングが実行される。
【0256】
加えて、候補物質に対する反応が誘導される遺伝子についてスクリーニングを行うことができる。モジュレーターを、正常発現パターンにつながる前立腺癌発現パターンを抑制する能力、又は正常組織由来の遺伝子の発現を模倣するために単独の前立腺癌遺伝子発現プロフィールを変調する能力を基に同定した後、前述のスクリーニングを、この物質に反応して特異的に変調された遺伝子を同定するために実行することができる。正常組織と物質で処理した前立腺癌組織の間の発現プロフィールの比較は、正常組織又は前立腺癌組織においては発現されないが、物質で処理された組織においては発現される遺伝子を明らかにしている。これらの物質特異的配列は、前立腺癌遺伝子又はタンパク質について、本明細書に記載の方法により、同定されかつ使用される。特にこれらの配列及びこれがコードしているタンパク質は、物質で処理された細胞の印付け又は同定における用途が見いだされている。加えて、抗体を、この物質が誘導したタンパク質に対し生じ、かつ処置した前立腺癌組織試料に対する新規治療の標的化に使用することができる。
【0257】
従ってある態様において、試験化合物は、関連した前立腺癌発現プロフィールを有する、前立腺癌細胞の集団に投与される。本明細書における「投与」又は「接触」とは、候補物質が、取込み及び細胞内作用によるか、もしくは細胞表面での作用のいずれかにより、細胞に作用することを可能にする方法で、物質が細胞へ添加されることを意味する。一部の態様において、例えばPCT/US97/01019号に記されたように、タンパク質性候補物質(すなわちペプチド)をコードしている核酸が、アデノウイルス又はレトロウイルス構築物のようなウイルス構築物に入れられ、かつ細胞に追加され、その結果このペプチド物質の発現が実現される。調節可能な遺伝子療法システムも使用することができる。
【0258】
一旦試験化合物が細胞に投与されたならば、これらの細胞は、望ましいならば洗浄され、かつ好ましくは生理的条件下である期間インキュベーションすることができる。次にこれらの細胞は収集され、及び本明細書に概説したように、新規遺伝子発現プロフィールが作成される。
【0259】
従って例えば、前立腺癌組織は、前立腺癌表現型を変調、例えば誘導又は抑制する物質についてスクリーニングされる。発現プロフィールの少なくとも1種、好ましくは多くの遺伝子の変化は、この物質が前立腺癌活性に作用を有することを示している。このような前立腺癌表現型の痕跡(signature)を定義することにより、表現型を変更する新規薬物のスクリーニングを考案することができる。この方法では、この薬物標的は、公知である必要はなく、当初の発現スクリーニングプラットフォームにおいて提示される必要はないばかりか、標的タンパク質の転写物レベルが変化する必要もない。
【0260】
好ましい態様において、先に概説したように、スクリーニングは、個々の遺伝子及び遺伝子産物(タンパク質)について行うことができる。すなわち、特定の示差的に発現された遺伝子が特定の状態において重要であると同定され、遺伝子又は遺伝子産物のいずれかのそれ自身の発現のモジュレーターのスクリーニングを行うことができる。示差的に発現された遺伝子の遺伝子産物は、本明細書において時には、「前立腺癌タンパク質」又は「前立腺癌変調タンパク質」と称される。この前立腺癌変調タンパク質は、表1〜16の核酸によりコードされた断片であるか、あるいは断片に対する完全長タンパク質であることができる。好ましくは、前立腺癌変調タンパク質は断片である。好ましい態様において、配列同一性又は類似性を決定するために使用される前立腺癌アミノ酸配列は、表1〜16の核酸によりコードされている。別の態様において、これらの配列は、表1〜16の核酸によりコードされたタンパク質の天然の対立遺伝子変種である。別の態様において、これらの配列は、本明細書において更に説明される配列変種である。
【0261】
好ましくは、前立腺癌変調タンパク質は、長さがおよそ14〜24個のアミノ酸の断片である。より好ましくは、この断片は可溶性断片である。好ましくは、この断片は、非膜貫通領域を含む。好ましい態様において、この断片は、溶解度を補助するためのN末端Cysを有する。ある態様において、この断片のC末端は遊離酸として維持され、N末端はカップリングを補助するための遊離アミン、すなわちシステインである。
【0262】
ある態様において、前立腺癌タンパク質は、本明細書において考察したように、免疫原性物質に複合される。ある態様において、前立腺癌タンパク質はBSAに複合される。
【0263】
前立腺癌ポリペプチド活性、又は前立腺癌もしくは前立腺癌表現型の測定は、様々なアッセイ法を用いて行うことができる。例えば、前立腺癌ポリペプチドの機能に対する試験化合物の作用は、前記のようなパラメータを試験することにより測定することができる。活性に影響を及ぼす適当な生理的変化を用い、試験化合物の本発明のポリペプチドに対する影響を評価することができる。機能性の結果が無傷の細胞又は動物を用いて決定された場合、腫瘍、腫瘍成長、腫瘍転移、血管新生、ホルモン放出、既知だが特徴決定されていない遺伝的マーカーへの転写変化(例えばノーザンブロット)、細胞の成長又はpHの変化のような細胞代謝の変化、並びにcGMPのような細胞内二次メッセンジャーの変化に関連した前立腺癌症例における、様々な作用も測定することができる。本発明のアッセイ法において、例えばマウス、好ましくはヒトである、哺乳類前立腺癌ポリペプチドが典型的には使用される。
【0264】
活性を変調している化合物を同定するアッセイ法は、インビトロにおいて行うことができる。例えば、前立腺癌ポリペプチドは最初に、可能性のあるモジュレーターと接触され、適当な時間、例えば0.5〜48時間インキュベーションされる。ある態様において、前立腺癌ポリペプチドレベルは、タンパク質又はmRNAのレベルの測定により、インビトロで決定される。タンパク質のレベルは、前立腺癌ポリペプチド又はそれらの断片と選択的に結合する抗体との、ウェスタンブロッティング、ELISAなどのイムノアッセイ法を用いて測定される。mRNAの測定のためには、例えばPCR、LCRを用いる増幅、又はハイブリダイゼーションアッセイ法、例えばノーザンハイブリダイゼーション、RNアーゼプロテクション、ドットブロッティングが好ましい。タンパク質又はmRNAのレベルは、直接的又は間接的に標識された検出物質を用いて検出され、例えば、蛍光的又は放射性に標識された核酸、放射性又は酵素的に標識された抗体などが本明細書において説明されている。
【0265】
あるいは、レポーター遺伝子システムを、ルシフェラーゼ、グリーン蛍光タンパク質、CAT、又はβ−galのようなレポーター遺伝子に操作可能に連結された前立腺癌タンパク質プロモーターを用い考案することができる。このレポーター構築物は、典型的には細胞にトランスフェクションされる。可能性のあるモジュレーターによる処理後、レポーター遺伝子の転写、翻訳又は活性の量が、当業者に公知の標準技術に従い測定される。
【0266】
好ましい態様において、先に概説したように、スクリーニングを、個々の遺伝子及び遺伝子産物(タンパク質)について行うことができる。すなわち、特定の示差的に発現された遺伝子は特定の状態において重要であることが同定され、遺伝子又は遺伝子産物それ自身の発現のモジュレーターのスクリーニングを行うことができる。示差的に発現された遺伝子の遺伝子産物は、本明細書においては時には「前立腺癌タンパク質」と称される。前立腺癌タンパク質は、断片であるか、あるいは本明細書に示された断片に対する完全長タンパク質であることができる。
【0267】
ある態様において、特異的遺伝子の発現のモジュレーターに関するスクリーニングが実行される。典型的には、わずかにひとつ又は数種の遺伝子の発現が評価される。別の態様において、スクリーニングは、最初に示差的に発現されたタンパク質に結合する化合物を発見するように設計されている。これらの化合物は、次に示差的に発現された活性を変調する能力について評価される。更に、一旦最初の候補化合物が同定されたならば、構造活性相関をより良く評価するために、変種が更にスクリーニングされる。
【0268】
好ましい態様において、結合アッセイ法が行われる。一般に、精製又は単離された遺伝子産物が使用され、すなわち、1種又は複数の示差的に発現された核酸の遺伝子産物が作成される。例えば、抗体がタンパク質遺伝子産物に対して作成され、かつ標準イムノアッセイ法が、存在するタンパク質量を決定するために試行される。あるいは、前立腺癌タンパク質を含む細胞を、これらのアッセイ法において使用することができる。
【0269】
従って好ましい態様において、これらの方法は、前立腺癌タンパク質と候補化合物を組合わせる段階、及びこの化合物の前立腺癌タンパク質への結合を決定する段階を含む。好ましい態様は、ヒト前立腺癌タンパク質を利用するが、例えばヒト疾患の動物モデルの開発において他の哺乳類タンパク質も使用することができる。一部の態様において、本明細書に概説したように、変種又は誘導体前立腺癌タンパク質を使用することができる。
【0270】
一般に、本明細書の方法の好ましい態様において、前立腺癌タンパク質又は候補物質は、独立した試料受取り領域(例えば、マイクロタイタープレート、アレイなど)を有する不溶性支持体へ、非拡散性に(non−diffusably)結合される。この不溶性支持体は、組成物が結合し、可溶性物質から容易に分離され、さもなければスクリーニングの方法全般と適合性のあるようないずれかの組成物から製造することができる。このような支持体の表面は、固形又は多孔質であり及び都合の良い形状であることができる。適当な不溶性支持体の例は、マイクロタイタープレート、アレイ、膜及びビーズである。これらは典型的には、ガラス、プラスチック(例えばポリスチレン)、多糖類、ナイロン、又はニトロセルロース、テフロン(登録商標)などで製造されている。マイクロタイタープレート及びアレイは、特に都合が良く、その理由は少量の試薬及び試料を用い、非常に多数のアッセイ法を同時に行うことができるからである。具体的な組成物の結合法は、これが本発明の試薬及び方法全般と適合性があり、組成物の活性を維持し、かつ非拡散性である限りは、重要ではない。結合の好ましい方法は、抗体の使用(タンパク質が支持体に結合した場合に、リガンド結合部位も活性化配列のいずれも立体的に妨害しない)、「粘着性」又はイオン性支持体への直接結合、化学架橋結合、その表面上でのタンパク質又は物質の合成などを含む。タンパク質又は物質の結合後、過剰な未結合の材料が洗浄除去される。次に試料受取り領域は、ウシ血清アルブミン(BSA)、カゼイン又は他の無害のタンパク質もしくは他の部分とのインキュベーションによりブロックすることができる。
【0271】
好ましい態様において、前立腺癌タンパク質は、支持体へ結合され、及び試験化合物はこのアッセイへ添加される。あるいは、この候補物質は、支持体へ結合され、かつ前立腺癌タンパク質が添加される。新規結合物質は、特異的抗体、化学ライブラリーのスクリーニングにおいて同定された非天然の結合物質、ペプチド類似体などである。特に興味深いのは、ヒト細胞にとって低い毒性を有する物質のスクリーニングアッセイ法である。標識されたインビトロタンパク質−タンパク質結合アッセイ法、電気泳動移動度シフトアッセイ法、タンパク質結合のイムノアッセイ法、機能アッセイ法(リン酸化アッセイ法など)などを含む、多種多様なアッセイ法を、この目的のために使用することができる。
【0272】
試験変調する化合物の前立腺癌タンパク質への結合の決定は、多くの方法で行うことができる。好ましい態様において、この化合物は標識化され、例えば、前立腺癌タンパク質の全て又は一部の固相支持体への付着、標識された候補物質(例えば蛍光標識)の添加、過剰な試薬の洗浄除去、及び標識が固相支持体上に存在するかどうかの決定により、結合が直接決定される。様々なブロック段階及び洗浄段階を、適宜利用することができる。
【0273】
一部の態様において、わずかにひとつの成分が標識され、例えばタンパク質(又はタンパク質性候補化合物)が標識され得る。あるいは、1種よりも多い成分が、例えばタンパク質については125I、及び化合物については発蛍光団体のように、異なる標識により標識されることもできる。近接試薬(proximity reagent)、例えば消光剤又はエネルギー転移剤も有用である。
【0274】
ある態様において、試験化合物の結合は、競合的結合アッセイ法により決定される。競合対象(competitor)は、標的分子(すなわち前立腺癌タンパク質)に結合することがわかっている結合部分であり、例えば抗体、ペプチド、結合パートナー、リガンドなどである。ある環境下において、化合物と結合部分の間で競合的に結合し、この結合部分は化合物と置き換わる。ある態様において、この試験化合物は標識されている。この化合物、競合対象のいずれか、又は両方を、最初にタンパク質に、これが存在する場合に結合を可能にするのに十分な時間添加する。最適活性を促進する温度、典型的には4〜40℃で、インキュベーションが行われる。インキュベーション時間は、典型的には、例えば迅速ハイスループットスクリーニングを促進するために最適化される。典型的には0.1〜1時間で十分であると考えられる。過剰な試薬は、一般に除去又は洗浄される。次に第二の成分が添加され、標識化された成分の存在又は非存在に従い結合が示される。
【0275】
好ましい態様において、競合対象が最初に添加され、それに試験化合物が続く。競合対象の置き換えは、試験化合物が前立腺癌タンパク質に結合し、その結果前立腺癌タンパク質活性への結合、及び可能性のある変調が可能であることの指標である。この態様において、いずれかの成分が標識され得る。従って、例えば競合対象が標識されている場合、洗浄液中の標識の存在は、この物質と置き換わったことの指標である。あるいは、試験化合物が標識されている場合、支持体上の標識の存在は、置き換えの指標である。
【0276】
代替の態様において、試験化合物が最初に添加され、それに競合対象が続き、インキュベーション及び洗浄される。競合対象による結合が存在しないということは、試験化合物が前立腺癌タンパク質へ高親和性で結合したことを示し得る。従って試験化合物が標識された場合、競合対象の結合を欠いた支持体上の標識の存在は、この試験化合物は前立腺癌タンパク質への結合が可能であることを示し得る。
【0277】
好ましい態様において、これらの方法は、前立腺癌タンパク質の活性を変調することが可能である物質を同定するための示差的スクリーニングを含む。この態様において、これらの方法は、第一の試料中での前立腺癌タンパク質及び競合対象の組合せを含む。第二の試料は、試験化合物、前立腺癌タンパク質、及び競合対象を含む。競合対象の結合は、両試料について決定され、及び2つの試料間の結合の変化、又は差異は、前立腺癌タンパク質に結合することが可能でありかつその活性を変調する可能性のある物質の存在を示している。すなわち、競合対象の結合が第一の試料と比べ第二の試料において異なる場合、この物質は前立腺癌タンパク質に結合することが可能である。
【0278】
あるいは、示差的スクリーニングを用い、未変性の前立腺癌タンパク質に結合するが、修飾された前立腺癌タンパク質には結合しない薬物候補を同定する。前立腺癌タンパク質の構造はモデル化され、その部位と相互作用する物質を合成するための、理論的薬物設計において使用されている。前立腺癌タンパク質の活性に影響を及ぼす薬物候補も、このタンパク質の活性を増強又は低減するいずれかの能力に関する薬物のスクリーニングにより同定される。
【0279】
陽性対照及び陰性対照を、これらのアッセイ法において使用することができる。好ましくは、統計学的に有意な結果を得るために、対照試料及び試験試料が、少なくとも3つ組で実行される。全ての試料のインキュベーションは、物質がタンパク質に結合するのに十分な時間行う。インキュベーション後、試料は非特異的に結合した材料を含まぬよう洗浄され、結合した量、一般には標識された物質の量が決定される。例えば、放射性標識が使用される場合、試料はシンチレーションカウンターで計数され、結合した化合物量が決定される。
【0280】
様々な他の試薬を、スクリーニングアッセイ法において含むことができる。これらは、塩、中性タンパク質、例えばアルブミン、界面活性剤などの試薬を含み、これらは、最適なタンパク質−タンパク質結合を促進し、及び/又は、非特異的もしくはバックグラウンド相互作用を低下させるために使用される。他方でプロテアーゼインヒビター、ヌクレアーゼインヒビター、抗微生物剤などのようなアッセイ効率を向上させる試薬も使用することができる。成分の混合物を、必要な結合を提供する順番で添加することができる。
【0281】
好ましい態様において、本発明は、前立腺癌タンパク質の活性を変調することが可能である化合物をスクリーニング方法を提供する。これらの方法は、前述のような、試験化合物を、前立腺癌タンパク質を含む細胞へ添加することを含む。好ましい細胞型は、ほとんどあらゆる細胞を含む。これらの細胞は、前立腺癌タンパク質をコードしている組換え核酸を含む。好ましい態様において、候補物質のライブラリーが、複数の細胞について試験される。
【0282】
ある局面において、これらのアッセイ法は、例えばホルモン、抗体、ペプチド、抗原、サイトカイン、増殖因子、活動電位、化学療法剤を含む薬理学的物質、放射線、発癌物質、又は他の細胞(すなわち、細胞−細胞接触)などの、生理的シグナルの存在もしくは非存在又は以前のもしくは引き続きの曝露を評価する。別の例において、これらの決定は、細胞周期進行の異なる期において決定される。
【0283】
この方法において、前立腺癌物質を変調する化合物が同定される。薬理学的活性を伴う化合物は、前立腺癌タンパク質の活性を増強又は妨害することができる。一旦同定されると、化合物の重要な構造的特徴を確定するために、同様の構造が評価される。
【0284】
ある態様において、前立腺癌細胞の分裂を阻害する方法が提供される。この方法は、前立腺癌インヒビターの投与を含む。別の態様において、前立腺癌を阻害する方法が提供される。この方法は、前立腺癌インヒビターの投与を含む。更なる態様において、前立腺癌を伴う細胞又は個体の治療法が提供される。この方法は、前立腺癌インヒビターの投与を含む。
【0285】
ある態様において、前立腺癌インヒビターは、前述の抗体である。別の態様において、前立腺癌インヒビターは、アンチセンス分子である。
【0286】
以下に説明するように、様々な細胞の成長、増殖及び転移アッセイが、当業者に公知である。
【0287】
軟寒天増殖又は懸濁液中のコロニー形成
正常細胞は、接着及び増殖するために固形基体を必要とする。細胞が形質転換された場合、これらはこの表現型を失い、基体から離れて増殖する。例えば、形質転換された細胞は、攪拌している懸濁培養液中で増殖させるか、又は半固形もしくは軟寒天のような半固形培地において懸濁される。形質転換された細胞が、腫瘍抑制遺伝子によりトランスフェクションされた場合は、これは正常表現型を再生し、接着及び増殖するために固形基体を必要とする。軟寒天増殖又は懸濁アッセイ法におけるコロニー形成を用い、前立腺癌配列のモジュレーターを同定することができ、これは宿主細胞において発現された場合に、異常細胞の増殖及び形質転換を阻害する。治療的化合物は、攪拌している懸濁培養液において増殖する又は半固形又は軟質のような半固形培地において懸濁される宿主細胞の能力を低下又は排除するであろう。
【0288】
軟寒天増殖又は懸濁アッセイ法におけるコロニー形成の技術は、フレシュニーの「動物細胞の培養、基本技術マニュアル(Culture of Animal Cells a Manual of Basic Technique)」(第3版、1994年)を参照し、これは本明細書に参照として組入れられている。同じく、本明細書に参照として組入れられているガーカブツセブ(Garkavtsev)らの論文(1996、前掲)の「方法」の項目も参照のこと。
【0289】
増殖の接触阻止及び密度限界
正常細胞は、典型的には、他の細胞に接触するようになるまで、ペトリ皿内で平板かつ方向性のあるパターンで増殖する。細胞が別の細胞に接触するようになると、これらは接触阻止され、増殖を停止する。しかし細胞が悪性転換された場合、これらの細胞は、接触阻止されず、無方向性の増殖巣で高密度になるまで増殖し続ける。従って悪性転換された細胞は、正常細胞よりも高い飽和濃度まで増殖する。これは、正常な周辺細胞の規則的パターン内の増殖巣内に細胞又は円形細胞の方向性のない単層を形成することにより、形態学的に検出することができる。あるいは、飽和密度での(H)−チミジンによる標識指標を用い、増殖の密度限界を測定することができる。フレシュニーの論文(1994)前掲を参照のこと。悪性転換された細胞は、腫瘍抑制遺伝子でトランスフェクションされた場合には、正常表現型を再生し、接触阻止され始め、及びより低い密度まで増殖すると思われる。
【0290】
このアッセイ法において、飽和密度での(H)−チミジンによる標識指標は、増殖の密度限界測定の好ましい方法である。形質転換された宿主細胞は、前立腺癌に関連した配列でトランスフェクションされ、非限定培地条件において飽和密度で24時間増殖される。(H)−チミジンによる細胞標識の割合(%)は、オートラジオグラフィーにより決定される。フレシュニーの論文(1994)前掲を参照のこと。
【0291】
増殖因子又は血清依存
悪性転換された細胞は、それらの正常な対応物よりも低い血清依存性を有する(例えば、Temin、J. Natl. Cancer Insti、37:167−175(1966);Eagleら、J. Exp. Med.、131:836−879(1970));Freshney、前掲参照)。これは、一部、悪性転換された細胞による様々な増殖因子の放出に起因している。悪性転換された宿主細胞の増殖因子又は血清依存は、対照のそれと比較することができる。
【0292】
腫瘍特異マーカーレベル
腫瘍細胞は、それらの正常な対応物よりも増加量のある種の因子(以後「腫瘍特異マーカー」)を放出する。例えばプラスミノーゲン活性化因子(PA)は、ヒト神経膠腫から正常脳細胞よりも高いレベルで放出される(例えば、Gullino、「血管新生、腫瘍性血管形成、及び可能性のある腫瘍増殖妨害(Angiogenesis, tumor vascularization, and potential interference with tumor growth)」、Biological Responses in Cancer、178−184頁、(Mihich編、1985)参照)。同様に、腫瘍性血管形成因子(TAF)が、腫瘍細胞において正常な対応物よりもより高いレベルで放出される。例えば、フォルクマン(Folkman)、「血管新生及び癌(Angiogenesis and Cancer)」、Sem Cancer Biol.、(1992)参照)。
【0293】
これらの因子の放出を測定する様々な技術は、フレシュニー(1994)、前掲に記載されている。更に、アンクレス(Unkless)ら、J. Biol. Chem.、249:4295−4305(1974);ストリックランド(Strickland)及びビアーズ(Beers)、J. Biol. Chem.、251:5694−5702(1976);フー(Whur)ら、Br. J. Cancer、42:305−312(1980);グリノ(Gullino)、「血管新生、腫瘍性血管形成、及び可能性のある腫瘍増殖妨害(Angiogenesis, tumor vascularization, and potential interference with tumor growth)」、Biological Responses in Cancer、178−184頁、(Mihich編、1985)参照);フレシュニー、Anticancer Res.、5:111−130(1985)参照のこと。
【0294】
マトリゲルへの浸潤
マトリゲル又はいくつかの他の細胞外マトリックス構成要素への浸潤の程度は、前立腺癌に関連した配列を変調する化合物を同定するアッセイ法として用いることができる。腫瘍細胞は、悪性度とマトリゲル又はいくつかの他の細胞外マトリックス構成要素への細胞浸潤の間に良好な相関関係を示す。このアッセイ法において、腫瘍形成性細胞は、典型的には宿主細胞として使用される。これらの宿主細胞における腫瘍抑制遺伝子の発現は、宿主細胞の浸潤を減少するであろう。
【0295】
フレシュニーの論文(1994、前掲)に記された技術を用いることができる。簡単に述べると、宿主細胞の浸潤レベルは、マトリゲル又はいくつかの細胞外マトリックス構成要素により被覆されたフィルターを用いて測定することができる。ゲルへの、又はフィルターの遠位側への浸透は、浸潤度として等級化され、細胞の数及び移動距離により、もしくは125Iによる細胞の予備標識及びフィルターの遠位側又は皿の底での放射能の計測により、組織学的に等級化される。例えば、フレシュニーの論文(1984、前掲)参照。
【0296】
インビボにおける腫瘍増殖
前立腺癌に関連した配列の細胞成長に対する影響を、トランスジェニック又は免疫抑制したマウスにおいて試験することができる。前立腺癌遺伝子が破壊されたか、又は前立腺癌遺伝子が挿入されたノックアウトトランスジェニックマウスを作出することができる。ノックアウトトランスジェニックマウスは、相同的組換えによる、マウスゲノムの内因性前立腺癌遺伝子部位への、マーカー遺伝子又は他の異種遺伝子の挿入により作出することができる。このようなマウスは、内因性前立腺癌遺伝子の前立腺癌遺伝子の変異した型との置換により、又は内因性前立腺癌遺伝子の、例えば発癌物質への曝露による変異によっても作出することができる。
【0297】
DNA構築物は、胚性幹細胞の核に導入される。新たに遺伝子操作した遺伝的病巣を含む細胞が宿主マウス胚に注入され、これがレシピエントの雌に再移植される。これらの胚の一部は、この変異体細胞株に一部由来した生殖細胞を有するキメラマウスを発生する。こうしてキメラマウスを繁殖させることにより、導入された遺伝的病巣を含むマウスの新規株を得ることが可能である(例えば、Capecchiら、Science、244:1288(1989)参照)。キメラ標的化されたマウスは、ホーガン(Hogan)らの論文(「マウス胚操作:実験マニュアル(Manipulating the Mouse Embryo: A Laboratory Manual)」、Cold Spring Harbor Laboratory社(1988))、及び「奇形癌腫及び胚性幹細胞:実践的方法(Teratocarcinomas and Embryonic Stem Cells: A Practical Approach)」、ロバートソン(Robertson)編、IRL Press社、ワシントンD.C.、(1987)に従い、誘導することができる。
【0298】
あるいは様々な、免疫抑制された又は免疫欠損した宿主動物を使用することができる。例えば、遺伝的胸腺欠損「ヌード」マウス(例えばGiovanellaら、J. Natl. Cancer Inst.、52:921(1974)参照)、SCIDマウス、胸腺摘出マウス、又は放射線照射マウス(例えば、Bradleyら、Br. J. Cancer、38:263(1978);Selbyら、Br. J. Cancer、41:52(1980))を、宿主として使用することができる。同質遺伝子系宿主へ注入された移植可能な腫瘍細胞(典型的には約10個細胞)は、症例の高い比率で浸潤性腫瘍を形成する一方で、同様の起源の正常細胞は生じないであろう。浸潤性腫瘍を発生した宿主において、前立腺癌に関連した配列を発現している細胞が、皮下注射される。適当な期間、好ましくは4〜8週間の後、腫瘍の成長が測定され(例えば、容量又は二方向最大寸法により)、及び対照と比較された。統計学的に有意な減少(例えばスチューデントT検定を使用)を示す腫瘍は、成長が阻害されたと称される。
【0299】
変種前立腺癌に関連した配列の同定法
理論的裏付けはないが、様々な前立腺癌配列の発現は、前立腺癌に相関している。従って、変異体又は変種の前立腺癌遺伝子を基にした障害を決定することができる。ある態様において、本発明は、例えば細胞内の少なくとも1種の内因性前立腺癌遺伝子の配列を全て又は一部決定する、変種前立腺癌遺伝子を含む細胞を同定する方法を提供する。これは、かなり多くの配列決定技術を使用し実現される。好ましい態様において、本発明は、例えば、個体の少なくとも1種の前立腺癌遺伝子の配列を全て又は一部決定する、個体の前立腺癌遺伝子型の同定法を提供する。これは一般に、個体の少なくとも1種の組織において実行され、多くの組織又は同じ組織の異なる試料の評価を含むことができる。この方法は、配列決定された前立腺癌遺伝子の配列を、公知の前立腺癌遺伝子、すなわち野生型遺伝子と比較することを含む。
【0300】
次に前立腺癌遺伝子の全て又は一部の配列は、何らかの差異が存在するかどうかを決定するために、公知の前立腺癌遺伝子配列と比較することができる。これは、Bestfitのような、かなり多数の公知の相同性プログラムを用いて行うことができる。好ましい態様において、患者の前立腺癌遺伝子と公知の前立腺癌遺伝子の間の配列の差異の存在は、本明細書に概説するように、病態又は病態の傾向に相関している。
【0301】
好ましい態様において、前立腺癌遺伝子は、ゲノム内の前立腺癌遺伝子のコピー数を決定するためのプローブとして使用される。
【0302】
別の好ましい態様において、前立腺癌遺伝子は、前立腺癌遺伝子の染色体局在化を決定するためのプローブとして使用される。染色体局在化のような情報は、特に転座などの染色体異常が前立腺癌遺伝子座において同定された場合に、診断又は予後判定を提供する際の用途が見いだされる。
【0303】
薬学的組成物及びワクチン組成物の投与
ひとつの態様において、治療的有効量の前立腺癌タンパク質又はそれらのモジュレーターが、患者に投与される。本明細書において「治療的有効量」は、投与されるものに対する作用を生じる用量を意味する。正確な用量は、治療目的によって決まり、かつ公知の技術を用い当業者は確かめることができるであろう(例えば、Anselら、「医薬剤形及び薬物送達;(Pharmaceutical Dosage Forms and Drug Delivery)」; Lieberman、「医薬剤形(Pharmacoceutical Dosage Forms)(1−3巻、1992)、Dekker、ISBN0824770846、082476918X、0824712692、0824716981;Lloyd、「医薬配合の技術、科学及び技法(The Art, Science and Technology of Pharmaceutical Compounding)」(1999);並びに、Pickar、「用量決定(Dosage Calculations)、(1999))。当技術分野において公知であるように、前立腺癌縮退、全身的対局所的送達、及び新規プロテアーゼ合成速度の調節に加え、年齢、体重、全身の状態、性別、食事、投与時間、薬物相互作用及び状態の重症度が、必要であり、及び当業者は通常の実験により確認することができるであろう。米国特許出願第09/687,576号は、更に、前立腺癌における診断及び処置の組成物の使用及び方法を開示しており、これは本明細書に参照として組入れられている。
【0304】
本発明の目的に関する「患者」は、ヒト及び他の動物の両方を含み、特に哺乳類である。従って、これらの方法は、臨床治療及び獣医学用途の両方に適用可能である。好ましい態様において、患者は哺乳類、好ましくは霊長類であり、及び最も好ましい態様において患者はヒトである。
【0305】
本発明の前立腺癌タンパク質及びそれらのモジュレーターの投与は、前述のように、経口、皮下、静脈内、点鼻、経皮、腹腔内、筋肉内、肺内、経膣、経直腸、又は眼内投与を含むが、これらに限定されるものではない様々な方法で行うことができる。例えば創傷及び炎症の治療のように、場合によっては、前立腺癌タンパク質及びモジュレーターを、溶液又はスプレイとして直接塗布することができる。
【0306】
本発明の薬学的組成物は、患者への投与に適した形状内に前立腺癌タンパク質を含有している。好ましい態様において、薬学的組成物は、水溶性の形であり、例えば薬学的に許容できる塩として存在し、これは酸及び塩基付加塩の両方を含むことを意味している。「薬学的に許容できる酸付加塩」とは、遊離塩基の生物学的有効性を維持している塩、並びに塩酸、臭化水素酸、硫酸、硝酸、リン酸などの無機酸、及び酢酸、プロピオン酸、グリコール酸、ピルビン酸、シュウ酸、マレイン酸、マロン酸、コハク酸、フマル酸、酒石酸、クエン酸、安息香酸、ケイ皮酸、マンデル酸、メタンスルホン酸、エタンスルホン酸、p−トルエンスルホン酸、サリチル酸などのような有機酸により形成された生物学的でない又はさもなければ望ましくない塩を意味する。「薬学的に許容できる塩基付加塩」には、ナトリウム、カリウム、リチウム、アンモニウム、カルシウム、マグネシウム、鉄、亜鉛、銅、マンガン、アルミニウム塩などのような無機塩基由来の塩が含まれる。特に好ましいのは、アンモニウム、カリウム、ナトリウム、カルシウム、及びマグネシウム塩である。薬学的に許容できる有機非毒性塩基由来の塩には、1級、2級及び3級アミン、天然の置換されたアミンを含む置換されたアミン、環状アミン、及び塩基性イオン交換樹脂、例えばイソプロピルアミン、トリメチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、トリプロピルアミン、及びエタノールアミンの塩が含まれる。
【0307】
この薬学的組成物は、以下のものを1種又は複数含むこともできる:血清アルブミンのような担体タンパク質;緩衝液;微晶質セルロース、乳糖、コーンスターチ及び他のスターチのような充填剤;結合剤;甘味剤及び他の矯味矯臭剤;着色剤;及び、ポリエチレングリコール。
【0308】
薬学的組成物は、投与法に応じ様々な単位剤形で投与することができる。例えば、経口投与に適した単位剤形は、散剤、錠剤、丸剤、カプセル剤及びトローチ剤を含むが、これらに限定されるものではない。前立腺癌タンパク質モジュレーター(例えば、抗体、アンチセンス構築物、リボザイム、小有機分子など)は、経口投与された場合に、消化から保護されなければならないことは認められる。これは典型的には、これらの分子の酸及び酵素による加水分解に対する抵抗性を付与するための組成物との複合体化によるか、又はリポソームもしくはタンパク質障壁のような適切な抵抗性の担体中のこれらの分子のパッケージングのいずれかにより達成される。消化から物質を保護する手段は、当技術分野において周知である。
【0309】
投与組成物は、通常、薬学的に許容できる担体、好ましくは水性担体中に溶解された前立腺癌タンパク質モジュレーターを含むであろう。様々な水性担体を使用することができ、例えば緩衝化された生理食塩水などである。これらの溶液は無菌であり、及び一般には望ましくない物質(matter)を含まない。これらの組成物は、従来の周知の滅菌技術により滅菌することができる。これらの組成物は、pH調節剤及び緩衝剤、毒性調節剤などのような、生理的条件に近づけるのに必要である薬学的に許容できる補助物質を含有することができ、これは例えば酢酸ナトリウム、塩化ナトリウム、塩化カリウム、塩化カルシウム、乳酸ナトリウムなどである。これらの処方中の有効成分濃度は、広く変動することができ、主に液体容積、粘度、体重などを基に、選択された投与の具体的様式及び患者の必要性に従い選択される(例えば、「レミントン薬科学(Remington’s Pharmaceutical Science)」(第15版、1980)、並びにGoodman及びGiliman、「治療の薬理学的基礎(The Pharmacologial Basis of Therapeutics)」(Hardmanら編、1996)参照)。
【0310】
従って、静脈内投与のための典型的薬学的組成物は、1日に患者1人当り約0.1〜10mgである。特にこの薬物が、隔離された部位に投与され、体腔又は臓器管腔などの血流には投与されない場合には、1日に患者1人当り0.1から最大約100mgの用量を使用することができる。実質的により高い用量が、局所投与において可能である。非経口投与可能な組成物を調製する実際の方法は、前掲の「レミントン薬科学」並びにグッドマン(Goodman)及びギルマン(Giliman)「治療の薬理学的基礎(The Pharmacologial Basis of Therapeutics)」などで、当業者には公知であるか、又は明らかであろう。
【0311】
前立腺癌タンパク質のモジュレーターを含むこれらの組成物は、治療的又は予防的処置のために投与することができる。治療的用途において、組成物は、疾患(例えば癌)に罹った患者へ、疾患及びその合併症を治癒又は少なくとも部分的に抵抗するのに十分量で投与される。これを達成するのに適当な量は、「治療的有用量」として定義される。この使用のための有効量は、疾患の重症度及び患者の全般的健康状態に応じて変動するであろう。組成物の単回又は反復投与が、必要な用量及び頻度並びに患者の忍容性に応じて投与される。あらゆる事象において、この組成物は、患者を効果的に治療するために、本発明の物質を十分量を提供しなければならない。哺乳類における癌発症の妨害又は遅延を可能にするモジュレーター量は、「予防的有効量」と称されている。予防的処置に必要な具体的投与量は、哺乳類の医学的状態及び病歴、妨害される具体的癌に加え、他の要因、例えば年齢、体重、性別、投与経路、効能などによって決まるであろう。このような予防的処置を、例えば癌の再発を防止するために癌の既応のある哺乳類において、又は有意な尤度で癌発症の疑いがある哺乳類において使用することができる。
【0312】
本発明の前立腺癌タンパク質変調化合物は、単独で、又は追加的前立腺癌変調化合物又は他の治療剤、例えば他の抗癌剤又は処置と併用して投与することができることは理解されるであろう。
【0313】
多くの態様において、1種又は複数種の核酸、例えばアンチセンスポリヌクレオチド又はリボザイムのような、表1〜16に示す核酸配列を含むポリヌクレオチドは、インビトロ又はインビボにおいて細胞へ導入されるであろう。本発明は、インビトロ(細胞非含有)、エクスビボ又はインビボ(細胞又は生体ベース)の組換え体発現システムを用い、前立腺癌に関連したポリペプチド及び核酸の発現に有用な方法、試薬、ベクター、及び細胞を提供する。
【0314】
タンパク質又は核酸の発現のための核酸の宿主細胞への導入のために使用される具体的手法は、用途によって固有である。外来ヌクレオチド配列の宿主細胞への導入には多くの手法が使用される。これらは、クローニングされたゲノムDNA、cDNA、合成DNA又は他の外来遺伝子材料の宿主細胞への導入のための、リン酸カルシウムトランスフェクション、スフェロプラスト、電気穿孔、リポソーム、微量注入、プラズマベクター(plasma vector)、ウイルスベクター及び他の周知の方法のいずれかの使用を含む(例えば、Berger及びKimmel、「分子クローニング法指針;酵素的方法(Guide to Molecular Cloning Techniques, Methods in Enzymology)」、第152巻(Berger)、Ausubelら編、「最新プロトコール(Current Protocols)」(1999年の補遺)、並びにSambrookら、「分子クローニング−実験マニュアル(Molecular Cloning − A Laboratory Manual)」(第2版、1−3巻、1989年))。
【0315】
好ましい態様において、前立腺癌タンパク質及びモジュレーターは、治療薬として投与され、先に概説したように処方され得る。同様に、前立腺癌遺伝子(前立腺癌コード領域の完全長配列、部分配列、又は調節配列を含む)は、遺伝子治療用途において投与することができる。これらの前立腺癌遺伝子は、当業者により理解されるように、遺伝子療法(すなわち、ゲノムへの組込み)として、又はアンチセンス組成物としてのいずれかのアンチセンス用途を含む。
【0316】
前立腺癌ポリペプチド及びポリヌクレオチドも、HTL、CTL及び抗体反応を刺激するために、ワクチン組成物として投与することができる。このようなワクチン組成物は、例えば、リピド化された(lipidated)ペプチド(例えば、Vitiello, A.ら、J. Clin. Invest.、95:341(1995)参照)、ポリ(DL−ラクチド−コ−グリコリド)(「PLG」)ミクロスフェア中に封入されたペプチド組成物(例えば、Eldridgeら、Molec. Immunol.、28:287−294(1991);Alonsoら、Vaccine、12:299−306(1994);Jonesら、Vaccine、13:675−681(1995)参照)、免疫刺激複合体(ISCOMS)中に含まれたペプチド組成物(例えば、Takahashiら、Nature、344:873−875(1990);Huら、Clin Exp Immunol.、113:235−243(1998)参照)、マルチ抗原ペプチドシステム(MAP)(例えば、Tam、Proc. Natl. Acad Sci. USA、85:5409−5413(1988);Tam、J. Immunol. Methods、196:17−32(1996)参照)、多価ペプチドとして処方されたペプチド;遺伝子銃(ballistic)による送達システムで使用するペプチド、典型的には結晶化したペプチド、ウイルス送達ベクター(Perkusら、「ワクチン開発の概念(Concepts in vaccine development)」(Kaufmann編、379頁、1996);Chakrabartiら、Nature、320:535(1986);Huら、Nature、320:537(1986);Kienyら、AIDS Bio/Technology、4:790(1986);Topら、J. Infect. Dis.、124:148(1971);Chandaら、Virology、175:535(1990))、ウイルス又は合成起源の粒子(例えばKoflerら、J. Immunol. Methods、192:25(1996);Eldridgeら、Sem. Hematol、30:16(1993);Faloら、Nature Med.、7:649(1995))、アジュバント(Warrenら、Annu. Rev. Immunol.、4:369(1986);Guptaら、Vaccine、11:293(1993))、リポソーム(Reddyら、J. Immunol.、148:1585(1992);Rock、Immunol. Today、17:131(1996))、又は裸のもしくは粒子吸収したcDNA(Ulmerら、Science、259:1745(1993);Robinsonら、Vaccine、11:957(1993);Shiverら、「ワクチン開発の概念(Concepts in vaccine development)」(Kaufmann編、423頁、1996);Cease及びBerzofsky、Annu. Rev. Immunol.、12:923(1994)、並びにEldridgeら、Sem. Hematol.、30:16(1993))を含むことができる。毒素を標的化した送達技術も、受容体媒介型標的化として公知であり、Avant Immunotherapeutics社(ニードハム、MA)のものも使用することができる。
【0317】
ワクチン組成物は、アジュバントを含むことが多い。多くのアジュバントが、水酸化アルミニウム又は鉱油のような、抗原を迅速な代謝から保護するために、及びリピドA、百日咳菌(Bordetella pertussis)又は結核菌(Mycobacterium tuberculosis)由来のタンパク質のような、免疫応答の刺激剤のように設計された物質を含む。ある種のアジュバントは市販されており、例えばフロイント不完全アジュバント及び完全アジュバント(Difco Laboratories社、デトロイト、MI);メルク(Merck)アジュバント65(Merck社、ラーウェイ、NJ);AS−2(SmithKline Beecham社、フィラデルフィア、PA);水酸化アルミニウムゲル(ミョウバン)又はリン酸アルミニウムのようなアルミニウム塩;カルシウム、鉄又は亜鉛の塩;アシル化されたチロシンの不溶性懸濁液;アシル化された糖質;カチオン性又はアニオン性に誘導された多糖;ポリホスファゼン;生分解性ミクロスフェア;モノホスホリルリピドA及びクイル(quil)Aがある。サイトカイン、例えばGM−CSF、インターロイキン−2、インターロイキン−7、インターロイキン−12、及び他の増殖因子なども、アジュバントとして使用することができる。
【0318】
ワクチンは、1種又は複数のポリペプチド、又はその断片をコードしているDNA又はRNAが患者に投与されるような核酸組成物として投与することができる。この方法は、例えばウォルフ(Wolff)ら、Science、247:1465(1990)に加え、米国特許第5,580,859号;第5,589,466号;第5,804,566号;第5,739,118号;第5,736,524号;第5,679,647号;国際公開公報第98/04720号に開示され;及び以下により詳細に説明されている。DNAベースの送達技術の例は、「裸のDNA」、促進型(ブピビカイン(bupivicaine)、ポリマー、ペプチド媒介型)送達、カチオン性脂質複合体、及び粒子媒介型(「遺伝子銃」)又は圧力媒介型送達(例えば、米国特許第5,922,687号参照)がある。
【0319】
治療的又は予防的免疫感作を目的として、本発明のペプチドは、ウイルスベクター又は細菌ベクターにより発現することができる。発現ベクターの例は、ワクシニア又は鶏痘などの弱毒化されたウイルス宿主を含む。この方法は、ワクシニアウイルスの、例えば前立腺癌ポリペプチド又はポリペプチド断片をコードしているヌクレオチド配列を発現するベクターとしての使用に関連している。宿主への導入時、この組換えワクシニアウイルスは、免疫原性ペプチドを発現し、これにより免疫応答を惹起する。免疫感作プロトコールにおいて有用なワクシニアベクター及び方法は、例えば米国特許第4,722,848号に開示されている。別のベクターは、BCG(バシル・カルメット・ゲラン)である。BCGベクターは、シュテーバー(Stover)ら、Nature、351:456−460(1991)に説明されている。治療的投与又は免疫処置に有用な多種多様なその他のベクター、例えばアデノ随伴ウイルスベクター及びアデノ随伴ウイルスベクター、レトロウイルスベクター、腸チフス菌(Salmonella typhi)ベクター、解毒した炭疽菌毒素ベクターなどが、ここでの説明から当業者には明らかであろう(例えば、Shataら、Mol Med Today、6:66−71(2000);Shedlockら、J Leukoc Biol、68:793−806(2000);Hippら、In Vivo、14:571−85(2000)参照)。
【0320】
遺伝子のDNAワクチンとしての使用法は周知であり、これは前立腺癌遺伝子又は前立腺癌遺伝子の一部を、前立腺癌患者における発現のために調節可能なプロモーター又は組織特異的プロモーターの制御下に配置することを含む。DNAワクチンに使用される前立腺癌遺伝子は、完全長前立腺癌タンパク質をコードすることができるが、より好ましくは前立腺癌タンパク質由来のペプチドを含む前立腺癌タンパク質の一部をコードしている。ある態様において、患者は、前立腺癌遺伝子由来の複数のヌクレオチド配列を含むDNAワクチンで免疫感作される。例えば、前立腺癌に関連した遺伝子又は前立腺癌タンパク質の小断片をコードしている配列が、発現ベクターに導入され、MHCクラスIに関連したそれらの免疫原性及び細胞傷害性T細胞応答を生じる能力について試験される。この手法は、細胞内エピトープを含む、抗原を提示している細胞に対する細胞傷害性T細胞応答の作出を提供する。
【0321】
好ましい態様において、DNAワクチンは、DNAワクチンを伴うアジュバント分子をコードしている遺伝子を含む。このようなアジュバント分子は、DNAワクチンによりコードされた前立腺癌ポリペプチドに対する免疫原性応答を増強するサイトカイン類を含む。追加の又は代替のアジュバントが利用可能である。
【0322】
別の好ましい態様において、前立腺癌遺伝子は、前立腺癌の動物モデルの作出における用途が見いだされている。同定された前立腺癌遺伝子が、癌組織において抑制又は減退される場合、例えばアンチセンスRNAが前立腺癌遺伝子に対するような遺伝子療法技術も、この遺伝子の発現を減退又は抑制するであろう。前立腺癌の動物モデルは、前立腺癌に関連した配列のモジュレーター又は前立腺癌のモジュレーターのスクリーニングにおける用途が見いだされている。同様に、遺伝子ノックアウト技術を含むトランスジェニック動物技術は、例えば適当な遺伝子標的化ベクターによる相同的組換えの結果として、前立腺癌タンパク質の非存在又は増大した発現を生じるであろう。望ましいならば、前立腺癌タンパク質の組織特異的発現又はノックアウトが必要であることがある。
【0323】
前立腺癌においては前立腺癌タンパク質が過剰発現されることも可能性がある。従って、前立腺癌タンパク質を過剰発現しているトランスジェニック動物を作出することができる。望ましい発現レベルに応じて、様々な強度のプロモーターを用い、この導入遺伝子を発現することができる。更に、組込まれた導入遺伝子のコピー数を決定し、導入遺伝子の発現レベルの決定と比較することができる。このような方法で作出された動物は、前立腺癌の動物モデルとしての用途が見いだされており、更に前立腺癌治療のためのモジュレーターのスクリーニングにおいて有用である。
【0324】
診断及び/又は予後判定用途における使用のためのキット
先に示唆した診断、研究及び治療の用途における使用のために、本発明によりキットも提供される。診断及び研究の用途において、このようなキットは、以下のいずれか又は全てを含み得る:アッセイ試薬、緩衝液、前立腺癌に特異的な核酸又は抗体、ハイブリダイゼーションプローブ及び/又はプライマー、アンチセンスポリヌクレオチド、リボザイム、ドミナントネガティブ前立腺癌ポリペプチド又はポリヌクレオチド、前立腺癌に関連した配列の小分子インヒビターなど。治療的製品は、滅菌生理食塩水又は他の薬学的に許容できる乳剤及び懸濁剤の基剤を含み得る。
【0325】
加えて、これらのキットは、本発明の方法の実践に関する指示書(すなわちプロトコール)を含む産業用資料を備えている。指示用資料は典型的には書面による又は印刷された資料を含むが、これらはこのようなものに限定されない。このような指示の保存及び末端の使用者へのそれらの伝達が可能なあらゆる媒体が、本発明に包含されている。このような媒体は、電子保存媒体(例えば、磁気ディスク、テープ、カートリッジ、チップ)、光学媒体(例えば、CD ROM)、などを含むが、これらに限定されるものではない。このような媒体は、指示用資料を提供するインターネット上のアドレスを含み得る。
【0326】
本発明は、前立腺癌に関連した配列のモジュレーターのスクリーニングのためのキットも提供する。このようなキットは、容易に入手できる材料及び試薬から調製することができる。例えばこのようなキットは、下記の材料を1種又は複数種含み得る:前立腺癌に関連したポリペプチド又はポリヌクレオチド、反応チューブ、及び前立腺癌に関連した活性の試験のための指示書。任意に、このキットは、生物学的に活性のある前立腺癌タンパク質を含む。多種多様なキット及び成分は、意図されたキットの使用者及び使用者の具体的な必要性に応じ、本発明に従い調製することができる。診断は、典型的には複数の遺伝子又は産物の評価に関連している。これらの遺伝子は、既往歴又は転帰に関するデータで確認することができる疾患の重要なパラメータとの相関を基に選択されると思われる。
【0327】
実施例
実施例1:組織調製、標識チップ、及びフィンガープリント
TRIzol 試薬を使用する組織試料からの総 RNA の精製
試料重量を最初に測定した。この組織試料を、組織50mg当りTRIzol 1ml中で、ホモジナイザー(例えば、Polytron3100)を用いてホモジナイズした。使用したジェネレーター/プローブのサイズは、試料の量によって決まった。ホモジナイズされる組織量にとって余りにも大きいジェネレーターは、試料の損失及びより低いRNA収量をもたらす。比較的大きいジェネレーター(例えば、20mm)は、0.6gより多いと秤量された組織試料に適している。充填用チューブ(fill tube)は、溢れないようにしなければならない。作業容量は2mlより多く、10mlを超えない、15mlのポリプロピレン製チューブ(Falcon 2059)がホモジナイゼーションに適している。
【0328】
組織は、ホモジナイズする時まで凍結保存した。TRIzolは、ホモジナイズする前に凍結組織へ直接添加した。ホモジナイズした後、不溶性材料を、ソーバル(Sorvall)スーパースピードにおける7500xgで15分間又はエッペンドルフ(Eppendorf)遠心機における12,000xgで10分間の4℃での遠心により、ホモジネートから除去した。次に透明になったホモジネートを、新たなチューブに移した。試料は凍結し、−60〜−7O℃で、少なくとも1ヶ月間保存するか、もしくは精製を続けた。
【0329】
次の段階は、相分離である。ホモジナイズした試料を、室温で5分間インキュベーションした。その後、ホモジネーション混合液へ、TRIzol試薬1mlにつきクロロホルム0.2mlを添加した。これらのチューブを、キャップで密閉し、15秒間手で激しく振盪した(ボルテックスしない)。これらの試料は、次に、室温で2〜3分間インキュベーションし、次にソーバル(Sorvall)スーパースピードにて、6500rpmで30分間4℃で遠心した。
【0330】
次の段階は、RNA沈殿である。水相を、新たなチューブに移した。DNA又はタンパク質の単離が望ましい場合は、有機相を確保しておくことができる。その後当初のホモジナイゼーションにおいて使用したTRIzol試薬1mlにつきイソプロピルアルコール0.5mlを添加した。次にこれらのチューブを、キャップで密閉し、倒置し混合した。これらの試料を次に室温で10分間インキュベーションし、ソーバル(Sorvall)において6500rpmで20分間4℃で遠心した。
【0331】
次にRNAを洗浄した。上清を、注ぎ捨て、ペレットを、冷75%エタノールで洗浄した。最初のホモジナイゼーションにおいて使用したTRIzol試薬1mlにつき75%エタノール1mlを使用した。これらのチューブを、キャップで密閉し、数回倒置し、ボルテックスすることなくペレットをゆるめた。次にこれらを、<8000rpm(<7500xg)で5分間4℃で遠心した。
【0332】
RNA洗浄液をデカントした。このペレットを慎重にエッペンドルフチューブに移した(このチューブを、必要ならばそれに道筋をつけ補助するためにピペットチップを用い、新たなチューブへと滑り落とした)。RNA沈殿用のチューブサイズは、作業容量に応じて決定した。より大きいチューブは乾燥により長い時間がかかる。ペレットを乾燥した。その後RNAを、DEPC HOの適量(例えば2〜5μg/μl)中に再懸濁した。その後吸光度を測定した。
【0333】
次に、Qiagen社RNeasyキットなどの他の方法により、総RNAから、ポリA+mRNAを精製した。ポリA+mRNAは、37℃で加熱したオリゴテックス(Oligotex)懸濁液の添加、及びRNAへの添加前に混合により、総RNAから精製した。溶離緩衝液を、70℃でインキュベーションした。緩衝液中に沈殿が存在する場合は、2x結合緩衝液を65℃に温めた。総RNAを、DEPC処理水、2x結合緩衝液、及びオリゴテックスハンドブックの16頁表2記載のオリゴテックスと混合し、次に65℃で3分間及び室温で10分間インキュベーションした。
【0334】
調製物を、14,000〜18,000gで2分間、好ましくは「ソフト設定」で遠心した。上清を、オリゴテックスペレットを乱さないように取り除いた。オリゴテックスの喪失を少なくするために、わずかな溶液は残した。この上清は、ポリA+mRNAの満足のいく結合及び溶離が認められるまでとっておいた。
【0335】
次に、この調製物を、洗浄緩衝液0W2中に穏やかに再懸濁し、スピンカラム上にピペティングし、最高速で1分間遠心した(可能であるならばソフト設定)。
【0336】
次に、スピンカラムを、新たな収集管に移し、洗浄緩衝液0W2中で穏やかに再懸濁し、ここに記したように遠心した。
【0337】
次にスピンカラムを、新たなチューブに移し、予め加熱した(70℃)溶離緩衝液20〜100μlで溶離した。オリゴテックス樹脂は、ピペッティングにより上下することで穏やかに再懸濁した。前述の遠心を繰り返し、新鮮な溶離緩衝液で溶離を繰り返すか、もしくは最初の溶離液を溶離容量を少なくするようにした。
【0338】
次に希釈した溶離緩衝液をブランクとして用い、吸光度を読み、収量を決定した。
【0339】
cDNA合成に進む前に、残りの成分又はオリゴテックス精製手法からの溶離緩衝液中の成分は、mRNAの下流の酵素反応を阻害するので、このmRNAを沈殿し、その後cDNA合成に進んだ。0.4容量の7.5M NHOAc+2.5容量の冷100%エタノールを添加し、調製物を、−20℃で1時間〜一晩(又は−70℃で20〜30分間)沈殿させ、14,000〜16,000xgにて30分間4℃で遠心した。次にこのペレットを、80%エタノール(−20℃)0.5mlで洗浄し、その後14,000〜16,000xgで5分間室温で遠心した。次に80%エタノールによる洗浄を繰り返した。ペレットからの最後の少量のエタノールは、高速減圧(speed vacuum)を使用せずに乾燥し、ペレットをその後DEPC HO中に濃度1μg/μlで再懸濁した。
【0340】
代替の別法 例えば Qiagen RNeasy キット を用いる RNA の精製
RNeasyカラムに、100μgを超えないよう添加した。この試料容量は、RNアーゼ非含有水で100μlに調節した。試料に、350μl緩衝液RLT、次に250μlエタノール(100%)を添加した。次にこの調製物を、ピペッティングにより混合し、遠心(>10,000rpmで15秒)のためにRNeasyミニスピンカラムに載せた。収量が低いならば、カラムにフロースルーを再度載せ、再遠心した。
【0341】
その後カラムを新たな2ml収集管に移し、500μl緩衝液RPEを添加し、>10,000rpmで15秒間遠心した。フロースルーは廃棄した。その後500μl緩衝液RPEを添加し、この調製物を>10,000rpmで15秒間遠心した。フロースルーは廃棄し、カラム膜を、最高速で2分間の遠心により乾燥した。このカラムを、新たな1.5ml収集管に移した。30〜50μlのRNアーゼ非含有水を、直接カラム膜に載せた。このカラムを次に、>10,000rpmで1分間遠心し、溶離段階を繰り返した。
【0342】
その後吸光度を読み取り、収量を決定した。必要であるならば、これらの材料は、酢酸アンモニウム及び2.5X容量の100%エタノールで、エタノール沈殿することができる。
【0343】
第一鎖 cDNA の合成
第一鎖を、Gibco社の「cDNA合成のためのスーパースクリプトチョイスシステム(SuperScript Choice System for cDNA Synthesis)」キットを用いて作成することができる。出発材料は、総RNAの5μg又はポリA+mRNAの1μgである。総RNAについて、スーパースクリプト(SuperScript)RTの2μlを使用し;ポリA+mRNAについては、スーパースクリプトRTの1μlを使用した。第一鎖合成混合物の最終容量は、20μlであった。RNA容量は、10μlを超えてはならない。RNAを、100pmolのT7−T24オリゴ1μlと共に、70℃で10分間インキュベーションした後、氷上で以下の7μlを添加した:4μlの5x第一鎖緩衝液、2μlの0.1M DTT、及び1μlの10mM dNTP混合物。次にこの調製物を、37℃で2分間インキュベーションし、その後スーパースクリプトRTに添加し、37℃で1時間インキュベーションした。
【0344】
第二鎖の合成
第二鎖合成のために、氷上に第一鎖反応液を置き、以下を添加した:91μl DEPC HO;30μl 5X第二鎖緩衝液;3μl 10mM dNTP混合物;1μl 10U/μl大腸菌DNAリガーゼ;4μl 10U/μl大腸菌DNAポリメラーゼ;並びに、1μl 2U/μl RNアーゼ H。混合及びインキュベーションは、16℃で2時間で行った。2μlのT4 DNAポリメラーゼを添加した。16℃で5分間インキュベーションした。10μlの0.5M EDTAを添加した。
【0345】
cDNA の精製
cDNAを、フェノール:クロロホルム:イソアミルアルコール(25:24:1)及びPhase−Lockゲルチューブを用いて精製した。これらのPLGチューブを、最高速で30秒間遠心した。cDNA混合物を次に、PLGチューブに移した。等容量のフェノール:クロロホルム:イソアミルアルコールを添加し、この調製物を激しく振盪し(ボルテックスはしない)、最高速で5分間遠心した。一番上の水溶液を、新たなチューブに移し、7.5x 5M NHOAc及び2.5x容量の100%エタノールの添加により、エタノール沈殿した。直ぐ次に、最高速で、室温で20分間遠心した。上清を除去し、ペレットを、2x冷80%エタノールで洗浄した。できる限り多くのエタノール洗浄液を、ペレットの風乾前に除去し;3μl RNアーゼ非含有水で再懸濁した。
【0346】
インビトロ転写 (IVT) 及びビオチン標識
インビトロ転写(IVT)及びビオチン標識を、以下のように行った:cDNAの1.5μlの、薄壁PCR管へのピペッティング。NTP標識混合物の作成は、2μl T7 10xATP(75mM)(Ambion);2μl T7 10xGTP(75mM)(Ambion);1.5μl T7 10xCTP(75mM)(Ambion);1.5μl T7 10xUTP(75mM)(Ambion);3.75μl 10mM Bio−11−UTP(Boehringer−Mannheim/Roche又はEnzo);3.75μl 10mM Bio−16−CTP(Enzo);2μl 10x T7転写緩衝液(Ambion);及び、2μl 10xT7酵素混合液(Ambion)の組合せによる。最終容量は20μlであった。PCR装置において、37℃で6時間インキュベーションした。RNAは、更に精製した。精製は、RNeasカラムに関する先の指示又はQiagen社RNeasyプロトコールハンドブックに従った。cRNAは、断片化段階に適合性のある容量中での再懸濁による、エタノール沈殿が必要であることが多い。
【0347】
断片化は、以下のように行った。標識されたRNA 15μgを通常に断片化した。断片化反応容量を最小化するよう試みるには10μl容量を推奨するが、20μlでも構わない。断片化緩衝液中に存在するマグネシウムは、ハイブリダイゼーション緩衝液の沈殿に寄与するので、20μlを超えてはならない。RNAの断片化は、1x断片化緩衝液(5x断片化緩衝液は、200mM Tris酢酸、pH8.1;500mM KOAc;150mM MgOAc)中での94℃で35分間のインキュベーションによる。標識したRNA転写物は、断片化の前後に分析することができる。試料を、65℃で15分間加熱し、1%アガロース/TBEゲル上で電気泳動し、転写物サイズ範囲のおおよその見当を得た。
【0348】
ハイブリダイゼーションのために、ハイブリダイゼーション混合液200μl(10μg cRNA)をチップ上に置いた。複数回のハイブリダイゼーションを行うならば(例えば5チップセットでのサイクリング)、最初のハイブリダイゼーション混合液は300μl又はそれよりも多くを作成することが推奨される。ハイブリダイゼーション混合液を以下に示す:標識されたRNA断片(50ng/μl最終濃縮液);50pM 948−b対照オリゴ;1.5pM BioB;5pM BioC;25pM BioD;100pM CRE;0.1mg/mlニシン精子DNA;0.5mg/mlアセチル化されたBSA;及び、300μlの1xMES hyb緩衝液。
【0349】
ハイブリダイゼーション反応は、ビオチン化されていないIVT(RNeasyカラムにより精製)で行った(組織からのIVT段階については実施例1参照):下記の混合液を調製した:

Figure 2005506033
前記14μl混合液を70℃で10分間インキュベーションし、その後氷上に置いた。
【0350】
逆転写法には、下記の混合液を用いた:
Figure 2005506033
前記溶液を、ハイブリダイゼーション反応液に加え、42℃で30分間インキュベーションした。その後、SSII 1μlを添加し、更に1時間インキュベーションし、その後氷上に置いた。
【0351】
50xdNTP混合液は、25mMの冷dATP、dCTP、及びdGTP、10mM dTTPを含有し、及び100mM dATP、dCTP、及びdGTPを各々25μl;100mM dTTP 10μlを、HO 15μlに添加することにより作成した。
【0352】
RNA分解を以下のように行った。86μlのHOに、1.5μl 1M NaOH/2mM EDTAを添加し、65℃で10分間インキュベーションした。U−Con 30については、500μl TE/試料を、7000gで10分間回転し、精製のためにフロースルーを使用した。キアゲン精製については、u−con回収した材料を、500μlの緩衝液PB中に懸濁し、Qiagenプロトコールを用いて進めた。DNAse消化については、DNAse/30μl Rxの1/100希釈物を1μl添加し、37℃で15分間インキュベーションした。95℃で5分間インキュベーションし、DNAseを変性した。
【0353】
試料調製
試料調製のために、Cot−1 DNA、10μl;50x dNTP、1μl;20x SSC、2.3μl;ピロリン酸ナトリウム、7.5μl;10mg/mlニシン精子DNA;1/10希釈物1μlを添加し、最終容量21.8とした。高速減圧下で乾燥した。HO 15μl中に再懸濁した。10%SDS 0.38μlを添加した。95℃で2分間加熱し、20分間かけて緩徐に室温まで冷却した。スライド上に置き、64℃で一晩ハイブリダイズした。ハイブリダイゼーション後洗浄した:3xSSC/0.03%SDS:2分間、HO 250ml中20xSSC 37.5ml+10%SDS 0.75ml;1xSSC:5分間、HO 250ml中20xSSC 12.5ml;0.2xSSC:5分間、HO 250ml中20xSSC 2.5ml。スライドを乾燥し、適当なPMT及びチャネルで走査した。
【0354】
実施例2:ヒト前立腺癌のタキソール抵抗性異種移植片モデル
パクリタキセル(タキソール;Bristol−Myers Squibb社、プリンストン、NJ)を含む治療投薬管理は、ホルモン治療抵抗性前立腺癌の臨床試験第II相の治療において特に成功している(Smithら、Semin. Oncol.、26(1 Suppl 2):109−11(1999))。しかし、多くの患者が、最初に又は後にタキソール抵抗性となる腫瘍を発生している。タキソールに対する抵抗性に関連した遺伝子、又はタキソール抵抗性に対する反応を調節し、その結果治療に使用することができる遺伝子、又は患者におけるタキソール抵抗性を同定するために、下記の実験を行った。
【0355】
アンドロゲン非依存型ヒト細胞株CWR22Rを、ヌードマウスにおいて異種移植片として増殖した(Nagabhushanら、Cancer Res.、56(13):3042−3046(1996);Agusら、J. Natl. Cancer Inst.、91(21):1869−1876(1999);Bubendorfら、J. Natl. Cancer Inst.、91(20):1758−1764(1999))。最初に、これらの異種移植片腫瘍は、治療用量のタキソールに対し感受性であった。このマウスを、治療用量を下回る量で連続処置し、その腫瘍を3〜4週間成長させ、その後外科的に腫瘍を摘出した。その後個々のマウスからの腫瘍を細断し、小さい部分を健常なヌードマウスに注射し、腫瘍の第二継代を確立した。次にこのマウスを同じ治療用量を下回る量のタキソールで連続処置した。この過程を14回反復し、異種移植片腫瘍の各世代の一部を収集した。各世代で、治療用量のタキソールに対する抵抗性は増加した。この過程の最後までに、腫瘍は治療用量のタキソールに対し完全に抵抗性となった。次に各世代の腫瘍から得たRNAを単離し、個々のmRNA種を、およそ35,000種の独自のmRNA転写物を問い合わせるためにプローブで、特注のAffymetrix GeneChip(登録商標)オリゴヌクレオチドマイクロアレイを用いて定量した。漸増するタキソール−抵抗性腫瘍の引き続きの継代期間において、統計学的に有意な上方制御、又は下方制御を示した遺伝子を、選択した。ただひとつの遺伝子が、有意に上方制御されたのに対し、24種の遺伝子が下方制御された。これらを、表10に示す。
【0356】
前立腺癌において過剰発現されていることが同定された遺伝子配列を使用し、公開のDNAデータベースからコード領域を同定した。これらの配列は、公知のタンパク質をコードしている遺伝子の同定に使用するか、又はこれらは、FGENESH(Salamov及びSolovyev、Genome Res.、10:516−522(2000))のようなエキソン推定アルゴリズムを用い、ゲノムDNAからのコード領域の推定に使用するかのいずれかであった。加えて、当業者には、表1〜16に提供された典型的アクセッション番号に従い、いかにしてunigeneクラスタの同定及び配列情報を得るかが理解されると思われる(http://www.ncbi.nlm.nih.gov/UniGene/)。
【0357】
【表1】発現配列タグを含み、Affymetrix/Eos Hu01 GeneChipアレイを用いて分析した時、前立腺腫瘍組織において正常組織と比べ示差的に発現された遺伝子を示す。遺伝子の最高発現を示している前立腺腫瘍試料及び様々な正常組織試料において発現された各遺伝子の相対量を示す。
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【0358】
【表1A】表1のunigeneIDを欠いているこれらのプライムキーの寄託番号を示す。本発明者らは、各プローブセットについて、そこからオリゴヌクレオチドをデザインした遺伝子クラスタ番号を列記した。遺伝子クラスタは、Genbank EST及びmRNA由来の配列を用いて集計した。これらの配列は、クラスタリングアンドアライメントツール(Clustering and Alignment Tools、DoubleTwist社、オークランド、CA)を用い、配列類似性を基にクラスタ化した。各クラスタを含む配列のGenbank寄託番号は、「Accession」欄に列記した。
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【0359】
【表2】前立腺腫瘍組織において正常前立腺組織と比べ示差的に発現された表1に示した遺伝子の寄託番号の好ましいサブセットを示す。
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【0360】
【表2A】表2のunigeneIDを欠いているこれらのプライムキーの寄託番号を示す。本発明者らは、各プローブセットについて、そこからオリゴヌクレオチドをデザインした遺伝子クラスタ番号を列記した。遺伝子クラスタは、Genbank EST及びmRNA由来の配列を用いて集計した。これらの配列は、クラスタリングアンドアライメントツール(Clustering and Alignment Tools、DoubleTwist社、オークランド、CA)を用い、配列類似性を基にクラスタ化した。各クラスタを含む配列のGenbank寄託番号は、「Accession」欄に列記した。
Figure 2005506033
【0361】
【表3】発現配列タグを含み、Affymetrix/Eos Hu02 GeneChipアレイを用いて分析した時、前立腺腫瘍組織において正常組織と比べ示差的に発現された遺伝子を示す。遺伝子の最高発現を示している前立腺腫瘍試料及び様々な正常組織試料において発現された各遺伝子の相対量を示す。
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【0362】
【表3A】表3のunigeneIDを欠いているこれらのプライムキーの寄託番号を示す。本発明者らは、各プローブセットについて、そこからオリゴヌクレオチドをデザインした遺伝子クラスタ番号を列記した。遺伝子クラスタは、Genbank EST及びmRNA由来の配列を用いて集計した。これらの配列は、クラスタリングアンドアライメントツール(Clustering and Alignment Tools、DoubleTwist社、オークランド、CA)を用い、配列類似性を基にクラスタ化した。各クラスタを含む配列のGenbank寄託番号は、「Accession」欄に列記した。
Figure 2005506033
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【0363】
【表3B】unigeneIDを欠いているこれらのプライムキーのゲノム位置及び表3の寄託番号を示す。各々推定されたエキソンについて、本発明者らは、推定に使用したゲノム配列の給源を列記した。各推定されたエキソンのヌクレオチド位置も列記した。
Figure 2005506033
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【0364】
【表4】前立腺腫瘍組織において正常前立腺組織と比べ示差的に発現されている、表3において認められた遺伝子の寄託番号の好ましいサブセットを示す。
Figure 2005506033
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【0365】
【表4A】表4のunigeneIDを欠いているこれらのプライムキーの寄託番号を示す。本発明者らは、各プローブセットについて、そこからオリゴヌクレオチドをデザインした遺伝子クラスタ番号を列記した。遺伝子クラスタは、Genbank EST及びmRNA由来の配列を用いて集計した。これらの配列は、クラスタリングアンドアライメントツール(Clustering and Alignment Tools、DoubleTwist社、オークランド、CA)を用い、配列類似性を基にクラスタ化した。各クラスタを含む配列のGenbank寄託番号は、「Accession」欄に列記した。
Figure 2005506033
【0366】
【表4B】表4のunigeneIDを欠いているこれらのプライムキーのゲノム位置及び寄託番号を示す。各々推定されたエキソンについて、本発明者らは、推定に使用したゲノム配列の給源を列記した。各推定されたエキソンのヌクレオチド位置も列記した。
Figure 2005506033
【0367】
【表5】前立腺癌において正常成人組織と比べアップレギュレーションされた1170種の遺伝子
表5は、前立腺癌において正常成人組織と比べアップレギュレーションされた1170種の遺伝子を示している。これらは、Affymetrix/Eos Hu03 GeneChipアレイ上の59680のプローブセットから選択し、「平均」前立腺癌対「平均」正常成人組織の比は、3.44より大きいか又は等しかった。「平均」前立腺癌レベルは、73種の前立腺癌中の85thパーセンタイル値に設定した。「平均」正常成人組織レベルは、162種の非悪性組織の中の85thパーセンタイル値に設定した。非特異的ハイブリダイゼーションの遺伝子特異的バックグラウンドレベルを取除くために、162種の非悪性組織の中の7.5thパーセンタイル値を、分子及び分母の両方から減じ、その後この比について評価した。
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【0368】
【表5A】表5、6及び7のunigeneIDを欠いているこれらのプライムキーの寄託番号を示す。本発明者らは、各プローブセットについて、そこからオリゴヌクレオチドをデザインした遺伝子クラスタ番号を列記した。遺伝子クラスタは、Genbank EST及びmRNA由来の配列を用いて集計した。これらの配列は、クラスタリングアンドアライメントツール(Clustering and Alignment Tools、DoubleTwist社、オークランド、CA)を用い、配列類似性を基にクラスタ化した。各クラスタを含む配列のGenbank寄託番号は、「Accession」欄に列記した。
Figure 2005506033
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【0369】
【表5B】表5、6及び7のunigeneIDを欠いているこれらのプライムキーのゲノム位置及び寄託番号を示す。各々推定されたエキソンについて、本発明者らは、推定に使用したゲノム配列の給源を列記した。各推定されたエキソンのヌクレオチド位置も列記した。
Figure 2005506033
【0370】
【表6】前立腺癌において正常成人組織と比べアップレギュレーションされた細胞外又は細胞表面タンパク質をコードしている286種の遺伝子
表6は、恐らく細胞外又は細胞表面タンパク質である、前立腺癌において正常成人組織と比べアップレギュレーションされた286種の遺伝子を示している。これらは、表5についてのように選択され、及び推定されたタンパク質は、細胞外局在の指標である構造ドメイン(例えば、egf、7tmドメイン)を含んだ。
Figure 2005506033
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【0371】
【表7】前立腺癌において正常成人組織と比べアップレギュレーションされた小分子標的をコードしている42種の遺伝子
表7は、恐らく小分子標的である、前立腺癌において正常成人組織と比べアップレギュレーションされた42種の遺伝子を示している。これらは、表5についてのように選択され、及び推定されたタンパク質には、薬物となりうる(drugable)構造の指標である構造ドメイン(例えば、プロテアーゼ、キナーゼ、ホスファターゼ受容体)が含まれた。機能ドメインは各遺伝子について示されている。
Figure 2005506033
【0372】
【表8】前立腺癌において正常成人組織と比べ有意にダウンレギュレーションされた136種の遺伝子
表8は、前立腺癌において正常成人組織と比べ有意にダウンレギュレーションされた136種の遺伝子を示している。これらは、Affymetrix/Eos Hu03 GeneChipアレイ上の59680のプローブセットから選択し、「平均」正常前立腺対「平均」前立腺癌組織の比は、2より大きいか又は等しかった。「平均」正常前立腺レベルは、4種の正常前立腺組織の平均に設定した。「平均」前立腺癌レベルは、73種の前立腺癌中の85thパーセンタイル値に設定した。非特異的ハイブリダイゼーションの遺伝子特異的バックグラウンドレベルを取除くために、全ての組織の中の10thパーセンタイル値を、分子及び分母の両方から減じ、その後この比について評価した。
Figure 2005506033
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【0373】
【表8A】表8のunigeneIDを欠いているこれらのプライムキーの寄託番号を示す。本発明者らは、各プローブセットについて、そこからオリゴヌクレオチドをデザインした遺伝子クラスタ番号を列記した。遺伝子クラスタは、Genbank EST及びmRNA由来の配列を用いて集計した。これらの配列は、クラスタリングアンドアライメントツール(Clustering and Alignment Tools、DoubleTwist社、オークランド、CA)を用い、配列類似性を基にクラスタ化した。各クラスタを含む配列のGenbank寄託番号は、「Accession」欄に列記した。
Figure 2005506033
【0374】
【表8B】表8のunigeneIDを欠いているこれらのプライムキーのゲノム位置及び寄託番号を示す。各々推定されたエキソンについて、本発明者らは、推定に使用したゲノム配列の給源を列記した。各推定されたエキソンのヌクレオチド位置も列記した。
Figure 2005506033
【0375】
【表9】正常前立腺において前立腺癌と比べ有意にアップレギュレーションされた1001種の遺伝子
表9は、前立腺癌において正常前立腺と比べ有意にアップレギュレーションされた1001種の遺伝子を示している。これらは、Affymetrix/Eos Hu03 GeneChipアレイ上の59680のプローブセットから選択し、「平均」正常前立腺対「平均」前立腺癌組織の比は、8.14より大きいか又は等しかった。「平均」正常前立腺レベルは、4種の正常前立腺組織の平均に設定した。「平均」前立腺癌レベルは、73種の腫瘍試料中の85thパーセンタイル値に設定した。非特異的ハイブリダイゼーションの遺伝子特異的バックグラウンドレベルを取除くために、全ての組織の中の10thパーセンタイル値を、分子及び分母の両方から減じ、その後この比について評価した。
Figure 2005506033
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【0376】
【表9A】表9のunigeneIDを欠いているこれらのプライムキーの寄託番号を示す。本発明者らは、各プローブセットについて、そこからオリゴヌクレオチドをデザインした遺伝子クラスタ番号を列記した。遺伝子クラスタは、Genbank EST及びmRNA由来の配列を用いて集計した。これらの配列は、クラスタリングアンドアライメントツール(Clustering and Alignment Tools、DoubleTwist社、オークランド、CA)を用い、配列類似性を基にクラスタ化した。各クラスタを含む配列のGenbank寄託番号は、「Accession」欄に列記した。
Figure 2005506033
Figure 2005506033
【0377】
【表9B】表9のunigeneIDを欠いているこれらのプライムキーのゲノム位置及び寄託番号を示す。各々推定されたエキソンについて、本発明者らは、推定に使用したゲノム配列の給源を列記した。各推定されたエキソンのヌクレオチド位置も列記した。
Figure 2005506033
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【0378】
【表10】タキソール抵抗性前立腺腫瘍異種移植片においてタキソール感受性前立腺腫瘍異種移植片と比べ示差的に発現された発現配列タグを含む遺伝子を示す。これらの遺伝子は、移植片の逐次継代中にタキソール抵抗性が誘導される間に、アップレギュレーション又はダウンレギュレーションのいずれかであることが示されている。
Figure 2005506033
【0379】
【表11】Affymetrix/Eos Hu01 GeneChipアレイを用いて分析した時、前立腺腫瘍組織において正常前立腺組織と比べアップレギュレーションされた発現配列タグを含む遺伝子を示す。「平均」正常前立腺の「平均」前立腺癌組織に対する比を示した。
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【0380】
【表11A】表11のunigeneIDを欠いているこれらのプライムキーの寄託番号を示す。本発明者らは、各プローブセットについて、そこからオリゴヌクレオチドをデザインした遺伝子クラスタ番号を列記した。遺伝子クラスタは、Genbank EST及びmRNA由来の配列を用いて集計した。これらの配列は、クラスタリングアンドアライメントツール(Clustering and Alignment Tools、DoubleTwist社、オークランド、CA)を用い、配列類似性を基にクラスタ化した。各クラスタを含む配列のGenbank寄託番号は、「Accession」欄に列記した。
Figure 2005506033
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【0381】
【表12】Affymetrix/Eos Hu01 GeneChipアレイを用いて分析した時、前立腺腫瘍組織において正常前立腺組織と比べダウンレギュレーションされた発現配列タグを含む遺伝子を示す。「平均」正常前立腺の「平均」前立腺癌組織に対する比を示した。
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【0382】
【表12A】表12のunigeneIDを欠いているこれらのプライムキーの寄託番号を示す。本発明者らは、各プローブセットについて、そこからオリゴヌクレオチドをデザインした遺伝子クラスタ番号を列記した。遺伝子クラスタは、Genbank EST及びmRNA由来の配列を用いて集計した。これらの配列は、クラスタリングアンドアライメントツール(Clustering and Alignment Tools、DoubleTwist社、オークランド、CA)を用い、配列類似性を基にクラスタ化した。各クラスタを含む配列のGenbank寄託番号は、「Accession」欄に列記した。
Figure 2005506033
Figure 2005506033
【0383】
【表13】Affymetrix/Eos Hu02 GeneChipアレイを用いて分析した時、前立腺腫瘍組織において正常前立腺組織と比べアップレギュレーションされた発現配列タグを含む遺伝子を示す。「平均」正常前立腺の「平均」前立腺癌組織に対する比を示した。
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【0384】
【表13A】表13のunigeneIDを欠いているこれらのプライムキーの寄託番号を示す。本発明者らは、各プローブセットについて、そこからオリゴヌクレオチドをデザインした遺伝子クラスタ番号を列記した。遺伝子クラスタは、Genbank EST及びmRNA由来の配列を用いて集計した。これらの配列は、クラスタリングアンドアライメントツール(Clustering and Alignment Tools、DoubleTwist社、オークランド、CA)を用い、配列類似性を基にクラスタ化した。各クラスタを含む配列のGenbank寄託番号は、「Accession」欄に列記した。
Figure 2005506033
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【0385】
【表13B】表13のunigeneIDを欠いているこれらのプライムキーのゲノム位置及び寄託番号を示す。各々推定されたエキソンについて、本発明者らは、推定に使用したゲノム配列の給源を列記した。各推定されたエキソンのヌクレオチド位置も列記した。
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【0386】
【表14】Affymetrix/Eos Hu02 GeneChipアレイを用いて分析した時、前立腺腫瘍組織において正常前立腺組織と比べダウンレギュレーションされた発現配列タグを含む遺伝子を示す。「平均」正常前立腺の「平均」前立腺癌組織に対する比を示した。
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【0387】
【表14A】表14のunigeneIDを欠いているこれらのプライムキーの寄託番号を示す。本発明者らは、各プローブセットについて、そこからオリゴヌクレオチドをデザインした遺伝子クラスタ番号を列記した。遺伝子クラスタは、Genbank EST及びmRNA由来の配列を用いて集計した。これらの配列は、クラスタリングアンドアライメントツール(Clustering and Alignment Tools、DoubleTwist社、オークランド、CA)を用い、配列類似性を基にクラスタ化した。各クラスタを含む配列のGenbank寄託番号は、「Accession」欄に列記した。
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【0388】
【表14B】表14のunigeneIDを欠いているこれらのプライムキーのゲノム位置及び寄託番号を示す。各々推定されたエキソンについて、本発明者らは、推定に使用したゲノム配列給源を列記した。各推定されたエキソンのヌクレオチド位置も列記した。
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【0389】
【表15】表16に示された配列情報を伴う169種の遺伝子
表15は、表16の配列全てに関する、unigeneID、unigeneタイトル、プライムキー、推定された細胞局在、及び典型的寄託番号を示している。表15の情報は、表16のEosCodeにリンクしている。
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【0390】
【表15A】表15のunigeneIDを欠いているこれらのプライムキーの寄託番号を示す。本発明者らは、各プローブセットについて、そこからオリゴヌクレオチドをデザインした遺伝子クラスタ番号を列記した。遺伝子クラスタは、Genbank EST及びmRNA由来の配列を用いて集計した。これらの配列は、クラスタリングアンドアライメントツール(Clustering and Alignment Tools、DoubleTwist社、オークランド、CA)を用い、配列類似性を基にクラスタ化した。各クラスタを含む配列のGenbank寄託番号は、「Accession」欄に列記した。
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【0391】
【表15B】表15のunigeneIDを欠いているこれらのプライムキーのゲノム位置及び寄託番号を示す。各々推定されたエキソンについて、本発明者らは、推定に使用したゲノム配列給源を列記した。各推定されたエキソンのヌクレオチド位置も列記した。
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【0392】
表11及び配列表
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【0393】
先に説明した実施例は、いかなる様式においても、本発明の真の範囲を限定するためには利用されず、むしろ例示を目的として示されていることが理解される。各々の刊行物又は特許出願が参照として組入れられることを具体的かつ個別に示されているように、本明細書に引用される全ての刊行物、配列寄託番号、及び特許明細書は、本明細書に参照として組入れられる。[0001]
Cross-reference of related applications
This application claims priority from the following applications: US patent application Ser. No. 09 / 687,576 filed Oct. 13, 2000; U.S. patent filed Mar. 16, 2001. Application 60 / 276,791; US patent application 60 / 288,589 filed May 4, 2001; US patent application 09 / 733,742 filed December 8, 2000; U.S. patent application Ser. No. 09 / 733,288 filed on Dec. 8, 2000; U.S. patent application Ser. No. 09 / 847,046 filed on Apr. 30, 2001; U.S. Patent Application No. 60 / 276,888 filed; U.S. Patent Application No. 60 / 286,214 filed on Apr. 24, 2001; U.S. Patent Application No. 60 filed on Apr. 6, 2001. / 28 , 922; 2001, U.S. Patent Application No. 60 / 263,957, filed January 24, in their entirety are hereby incorporated by reference.
[0002]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention identifies nucleic acid and protein expression profiles associated with prostate cancer and the identification of nucleic acids, products and antibodies thereto; and such expression profiles and compositions in prostate cancer diagnosis, prognosis and treatment Concerning the use of things. The invention further relates to methods of identifying and using substances and / or targets that inhibit prostate cancer.
[0003]
Background of the Invention
Prostate cancer is the most commonly diagnosed medical malignancy in the United States and the second leading cause of cancer death in men, resulting in approximately 40,000 deaths each year (Landis et al., CA Cancer J. Clin., 48: 6-29 (1998); Greenlee et al., CA Cancer J. Clin., 50 (1): 7-13 (2000)), the prevalence of prostate cancer is much worldwide. (Nakata et al., Int. J. Urol., 7 (7): 254-257 (2000); Majeed et al., BJU Int., 85 (9): 1058-). 1062 (2000)). This occurs as a result of pathological malignant transformation of normal prostate cells. With respect to tumor development, the cancer cells undergo a loss of initiation, growth, and contact inhibition, maximally infiltrating surrounding tissues and ultimately metastasize.
[0004]
Death from prostate cancer is the result of prostate tumor metastasis. Therefore, early detection of prostate cancer development is important in reducing mortality from this disease. Measurement of prostate specific antigen (PSA) levels is a very common method for early detection and screening and may have contributed to a slight reduction in prostate cancer mortality in recent years (Nowroozi et al., Cancer Control, 5 (6): 522-531 (1998)). However, many cases have not been diagnosed until the disease has progressed to an advanced stage.
[0005]
Treatments such as surgery (prostatectomy), radiation therapy, and chemotherapy may be curable if the cancer is confined to the prostate. Therefore, early detection of prostate cancer is important for positive diagnosis for treatment. Systemic treatment of metastatic prostate cancer is limited to hormone therapy and chemotherapy. Chemical or surgical castration is the primary treatment for symptomatic metastatic prostate cancer after age 50 years. This testicular androgen depletion therapy usually results in stabilization or regression of the disease (80% of patients) but eventually leads to progression to metastatic prostate cancer (Panvitian et al., Cancer Control, 3 (6): 493-500 (1996)). Metastatic disease is now considered incurable, and the main goals of treatment are life extension and improvement of quality of life (Rago, Cancer Control, 5 (6): 513-521 (1998)).
[0006]
Therefore, a method that can be used for the diagnosis and prognosis of prostate cancer and the effective treatment of prostate cancer, particularly including metastatic prostate cancer, is desired. Accordingly, provided herein are methods that can be used for prostate cancer diagnosis and prognosis. Further provided are methods that can be used to screen candidate bioactive agents for the ability to modulate prostate cancer, eg, the ability to treat prostate cancer. In addition, molecular targets and compositions of therapeutic intervention for prostate cancer and other cancers are provided herein.
[0007]
Summary of the Invention
Thus, the present invention provides the nucleotide sequence of genes that are upregulated and downregulated in prostate cancer cells. Such genes are useful for diagnostic purposes and also as targets for screening therapeutic compounds that modulate prostate cancer, such as hormones or antibodies. Other aspects of the invention will be apparent to those skilled in the art from the following description of the invention.
[0008]
In one aspect, the present invention provides a method of detecting transcripts associated with prostate cancer in cells from a patient, wherein the method comprises a biological sample from a patient with the sequences shown in Tables 1-16. Contacting with a polynucleotide that selectively hybridizes to a sequence that is at least 80% identical.
[0009]
In certain embodiments, the present invention provides a method of detecting the level of transcript associated with prostate cancer in a patient's cells.
[0010]
In certain embodiments, the present invention provides a method of detecting transcripts associated with prostate cancer in a patient's cells, wherein the method comprises subjecting a biological sample from the patient to at least 80 sequences as shown in Tables 1-16. Contacting with a polynucleotide that selectively hybridizes to the% identical sequence.
[0011]
In certain embodiments, the polynucleotide selectively hybridizes to a sequence that is at least 95% identical to the sequence shown in Tables 1-16. In another embodiment, the polynucleotide comprises a sequence shown in Tables 1-16.
[0012]
In certain embodiments, the biological sample is a tissue sample. In another embodiment, the biological sample comprises isolated nucleic acid, such as mRNA.
[0013]
In certain embodiments, the polynucleotide is labeled, eg, with a fluorescent label.
[0014]
In certain embodiments, the polynucleotide is immobilized on a solid surface.
[0015]
In certain embodiments, the patient is undergoing therapeutic medication management to treat prostate cancer. In another embodiment, the patient is suspected of having metastatic prostate cancer.
[0016]
In certain embodiments, the patient is a human.
[0017]
In certain embodiments, the patient is suspected of having taxol-resistant cancer.
[0018]
In some embodiments, the transcript associated with prostate cancer is mRNA.
[0019]
In certain embodiments, the method further comprises amplifying the nucleic acid prior to contacting the biological sample with the polynucleotide.
[0020]
In another aspect, the present invention provides a method for monitoring the efficacy of a therapeutic treatment for prostate cancer, the method comprising: (i) procuring a biological sample from a patient undergoing therapeutic treatment; And (ii) associated with prostate cancer in the biological sample by contacting the biological sample with a polynucleotide that selectively hybridizes to a sequence that is at least 80% identical to a sequence shown in Tables 1-16. Determining the level of transcript and thereby monitoring the efficacy of the therapy. In a further embodiment, the patient has metastatic prostate cancer. In further embodiments, the patient has a drug resistant (eg, taxol resistant) form of prostate cancer.
[0021]
In certain embodiments, the method further comprises: (iii) a level of transcript associated with prostate cancer that is related to the level of transcript associated with prostate cancer in a biological sample from a patient prior to or prior to therapeutic treatment. Including a step of comparing.
[0022]
In addition, a method is provided for evaluating the effects of a drug on a candidate prostate cancer comprising administering the drug to a patient and collecting a cell sample from the patient. The expression profile of the cell is then determined. The method further includes comparing the expression profile with that of a healthy individual. In preferred embodiments, the expression profile comprises the genes of Tables 1-16.
[0023]
In certain aspects, the present invention provides isolated nucleic acid molecules consisting of the polynucleotide sequences shown in Tables 1-16.
[0024]
In certain embodiments, the expression vector or cell comprises an isolated nucleic acid.
[0025]
In certain aspects, the present invention provides isolated polypeptides encoded by nucleic acid molecules having the polynucleotide sequences shown in Tables 1-16.
[0026]
In another aspect, the present invention provides an antibody that specifically binds to an isolated polypeptide encoded by a nucleic acid molecule having a polynucleotide sequence shown in Tables 1-16.
[0027]
In certain embodiments, the antibody is conjugated to an effector component, such as a fluorescent label, a radioisotope, or a cytotoxic chemical.
[0028]
In certain embodiments, the antibody is an antibody fragment. In another embodiment, the antibody is humanized.
[0029]
In one aspect, the present invention provides a method for detecting prostate cancer cells in a biological sample from a patient, the method contacting the biological sample with an antibody as described herein. Including doing.
[0030]
In another aspect, the present invention provides a method for detecting an antibody specific for a patient's prostate cancer, wherein the method comprises analyzing a biological sample from a patient with a nucleic acid comprising a sequence from Tables 1-16. Contacting with the encoded polypeptide.
[0031]
In another aspect, the invention provides a method of identifying a compound that modulates a polypeptide associated with prostate cancer, the method comprising contacting (i) the compound with a polypeptide associated with prostate cancer, wherein Wherein the polypeptide is encoded by a polynucleotide that selectively hybridizes to a sequence that is at least 80% identical to a sequence shown in Tables 1-16; and (ii) a functional action of the compound on the polypeptide. Including the step of determining.
[0032]
In some embodiments, the functional action is a physical action, an enzymatic action or a chemical action.
[0033]
In certain embodiments, the polypeptide is expressed in a eukaryotic host cell or cell membrane. In another embodiment, the polypeptide is recombinant.
[0034]
In certain embodiments, the functional effect is determined by measuring a ligand that binds to the polypeptide.
[0035]
In another aspect, the invention provides a method of inhibiting proliferation of cells associated with prostate cancer to treat prostate cancer in a patient, the method being identified as described herein. Administering to the subject a therapeutically effective amount of a compound.
[0036]
In certain embodiments, the compound is an antibody.
[0037]
In another aspect, the invention provides (i) administering a test compound to a mammal having prostate cancer or a cell sample isolated therefrom; (ii) Tables 1-16 in the treated cell or mammal Comparing the gene expression level of a polynucleotide that selectively hybridizes to a sequence that is at least 80% identical to the sequence shown in to a control cell or mammalian polynucleotide, wherein the polynucleotide expression level A test compound that modulates a drug screening assay is a candidate for the treatment of prostate cancer.
[0038]
In certain embodiments, the control is a mammal with prostate cancer or a cell sample therefrom that has not been treated with the test compound. In another embodiment, the control is a normal cell or mammal.
[0039]
In certain embodiments, the test compound is administered in different amounts or concentrations. In another embodiment, the test compound is administered with varying duration. In another aspect, this comparison can be made after the addition or removal of drug candidates.
[0040]
In certain embodiments, the levels of a plurality of polynucleotides that selectively hybridize to sequences that are at least 80% identical to the sequences shown in Tables 1-16 are individually compared to their respective levels in a control cell sample or mammal. . In a preferred embodiment, the plurality of polynucleotides is 3 to 10 types.
[0041]
In another aspect, the present invention provides a method of treating a mammal having prostate cancer comprising administering a compound identified by the assay methods described herein.
[0042]
In another aspect, the present invention provides a pharmaceutical composition for treating a mammal having prostate cancer, the composition comprising a compound identified by the assay described herein and a physiologically acceptable Contains possible excipients.
[0043]
In one aspect, the present invention provides a method for screening drug candidates by providing cells expressing genes that are up- and down-regulated in prostate cancer. In certain embodiments, the gene is selected from Tables 1-16. The method further includes adding a drug candidate to the cell and determining the effect of the drug candidate on expression of the expression profile gene.
[0044]
In some embodiments, the drug candidate screening method comprises comparing the expression level in the absence of the drug candidate with the expression level in the presence of the drug candidate, where the drug candidate is present. The concentration can be varied, where this comparison can be made after addition or removal of the drug candidate. In a preferred embodiment, the cell expresses at least two expression profile genes. These profile genes may show an increase or a decrease.
[0045]
Further, the action of the candidate prostate cancer drug, comprising the step of administering the drug to a transgenic animal that expresses or overexpresses the prostate cancer modulator protein, or an animal that lacks the prostate cancer modulator protein as a result of, for example, gene knockout. A method for evaluation is also provided.
[0046]
Further provided is a biochip comprising one or more nucleic acid segments of Tables 1-16, wherein the biochip comprises fewer than 1000 nucleic acid probes. Preferably at least two nucleic acid segments are included. More preferably, at least three nucleic acid segments are included.
[0047]
Further provided are methods of diagnosing diseases associated with prostate cancer. The method determines the gene expression of Tables 1-16 in a first tissue type of a first individual and distributes this distribution to a second from a first individual or a second unaffected individual. Comparing with normal tissue type gene expression. Differences in expression indicate that the first individual has a disease associated with prostate cancer.
[0048]
In further embodiments, the biochip further comprises a polynucleotide sequence of a gene that is not up-regulated and down-regulated in prostate cancer.
[0049]
In some embodiments, the method comprises a bioactive agent capable of interfering with binding to a protein that modulates prostate cancer (prostate cancer modulator protein) or a fragment thereof and an antibody that binds to the prostate cancer modulator protein or a fragment thereof. It is a screening method. In a preferred embodiment, the method comprises combining a prostate cancer modulator protein or fragment thereof with a candidate bioactive agent and antibody that binds to the prostate cancer modulator protein or fragment thereof. The method further includes determining binding of the prostate cancer modulator protein or fragment thereof to the antibody. If there is a change in binding, the substance is identified as an interfering substance. The interfering substance can be an agonist or an antagonist. Preferably the substance inhibits prostate cancer.
[0050]
Further provided herein are methods for eliciting an immune response in an individual. In certain embodiments, the methods provided herein comprise administering to an individual a composition containing prostate cancer modulating protein, or a fragment thereof. In another embodiment, the protein is encoded by a nucleic acid selected from Tables 1-16.
[0051]
Further provided herein are compositions that are capable of eliciting an immune response in an individual. In certain embodiments, the compositions provided herein contain a prostate cancer modulating protein or fragment thereof, preferably encoded by the nucleic acids of Tables 1-16, and a pharmaceutically acceptable carrier. In another embodiment, the composition comprises a nucleic acid comprising a sequence encoding a prostate cancer modulating protein, preferably selected from the nucleic acids of Tables 1-16, and a pharmaceutically acceptable carrier.
[0052]
Also provided is a method of neutralizing the action of prostate cancer proteins or fragments thereof, comprising contacting a protein specific substance with the protein in an amount sufficient to effect neutralization. In another embodiment, the protein is encoded by a nucleic acid selected from those in Tables 1-16.
[0053]
In another aspect of the invention, a method of treating an individual for prostate cancer is provided. In certain embodiments, the method comprises administering to the individual an inhibitor of prostate cancer modulating protein. In another embodiment, the method includes administering to a patient with prostate cancer an antibody against prostate cancer modulating protein conjugated to a therapeutic moiety. Such therapeutic moiety can be a cytotoxic substance or a radioisotope.
[0054]
Detailed Description of the Invention
In accordance with the objects outlined above, the present invention provides a novel method for the diagnosis and prognostic assessment of prostate cancer (PC), including metastatic prostate cancer, as well as a method of screening for compositions that modulate prostate cancer. . Also provided are methods of treating prostate cancer.
[0055]
The present invention relates to the identification of PAA2 as a gene that is highly overexpressed in prostate cancer patient tissues in addition to other nucleic acid and peptide sequences. The PAA2 sequence is the same as the zinc transporter ZNT4. From the results described herein, it is clear that PAA2 / ZNT4 is highly expressed in prostate cancer cells. The prostate is unique in that it has the highest zinc accumulation capacity in the organs of the body. Zinc uptake is regulated by prolactin and testosterone, which induces expression of members of the ZIP family of zinc transporters (Costello et al., J. Biol. Chem., 274: 17499-17504 (1999)). Zinc accumulation in the prostate functions to inhibit citrate oxidation, which results in a decrease in cellular ATP production (Costello and Franklin, Prostate, 35: 285-296 (1998)). Cancer cells are more sensitive to reduced ATP production and develop into interfering with zinc accumulation. Without wishing to be theoretically supported, up-regulation of ZNT4 in prostate cancer cells results in protection of cells from high zinc levels by virtue of their ability to pump accumulated zinc from the cells.
[0056]
The invention also relates to a nucleic acid sequence encoding PBH1. PBH1 is a putative calcium channel highly expressed in the brain, human TRPC7 (transient receptor potential-related channels, NP_003298) (Nagamine et al., Genomics, 54: 124- 131 (1998)). Trp is localized in the affected area of melastatin (Duncan et al., Cancer Res., 58: 1515-1520 (1998)), a down-regulated gene in metastatic melanoma, and Bekwis-Bidemann syndrome / Wilmus tumor It is related to MTR1, which is an active gene (Prawitt et al., Hum. Mol. Genet., 9: 203-216 (2000)). Without wishing for theoretical support, PBH1 is thought to function as a calcium channel.
[0057]
PBH1 as a calcium channel is an ideal target for small molecule therapy or therapeutic antibodies that disrupt channel function. CD2O (Maloney et al., Blood, 90: 2188-2195 (1997); Leget and Czuczman, Curr. Opin. Oncol., 10: 548-551 (1998)) is a target of Rituximab in non-Hodgkin lymphoma It is an expressed plasma membrane calcium channel (Tedder and Engel, Immunol. Today, 15: 450-454 (1994)). Similarly, small molecules or antibodies that inhibit or alter the calcium signal will be mediated by PBH1, leading to prostate cancer cell death.
[0058]
PEH1 and other genes of the present invention are also useful as targets for cytotoxic T lymphocytes. Genes that are tumor specific or expressed in immune privileged organs are currently used as potential vaccine targets (Van den Eynde and Boon, Int. J. Clin. Lab. Res., 27: 81-86 (1997)). The expression pattern of PBH1 indicates that this is an ideal target for cytotoxic T-lymphocytes. Accordingly, therapies that utilize PBH1-specific cytotoxic T lymphocytes to induce prostate cancer cell death are also provided in the present invention. See, for example, US Pat. No. 6,051,227 and International Publication No. WO 00/32231, the disclosures of which are incorporated herein by reference.
[0059]
The invention also relates to the identification of PAA3 as a gene that is important in the modulation of prostate cancer and / or breast cancer.
[0060]
Tables 1-16 provide Unigene cluster identification numbers, typical accession numbers, or genomic nucleotide position numbers for genes that show increased or decreased expression in prostate cancer samples.
[0061]
Definition
The term “prostate cancer protein” or “prostate cancer polynucleotide” or “transcript associated with prostate cancer” refers to (1) the nucleotide sequence of the unigene cluster of Tables 1-16 or the nucleotide sequence associated therewith, preferably For regions of at least about 25, 50, 100, 200, 500, 1000 or more nucleotides, greater than about 60% nucleotide sequence identity, 65%, 70%, 75%, 80%, 85%, 90% Preferably having a nucleotide sequence having nucleotide sequence identity of 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 96%, 97%, 98% or 99% or greater; (2) Table A sequence encoded by the nucleotide sequence of 1 to 16 unigene clusters or a nucleotide sequence related thereto. Binding to an antibody raised against an immunogen comprising a nonacid sequence, such as a polyclonal antibody, and conservatively modifying their variants; (3) nucleic acid sequences of Tables 1-16, or their complements and conservatives Specifically hybridize under stringent hybridization conditions; or (4) encoded by the nucleotide sequence of the unigene cluster of Tables 1-16 or a nucleotide sequence related thereto. More than about 60% amino acid sequence identity, 65%, 70%, 75%, 80%, 85 for amino acids, preferably for at least about 25, 50, 100, 200, 500, 1000 or more amino acid regions %, 90%, preferably 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 96%, 97%, 98% or 99% Such as has an amino acid sequence having more amino sequence identity than that polymorphic variants of nucleic acids and polypeptides, allelic variants, refers to interspecies homologs. The polynucleotide or polypeptide sequence typically includes, but is not limited to, primates such as humans; rodents such as rats, mice, hamsters; cows, pigs, horses, sheep, or other mammals. It comes from a mammal that is not a thing. “Prostate cancer polypeptides” and “prostate cancer polynucleotides” include both natural or recombinant forms.
[0062]
A “full length” prostate cancer protein or nucleic acid comprises a prostate cancer polypeptide or polynucleotide sequence comprising all of the elements normally contained in one or more natural wild-type prostate cancer polynucleotide or polypeptide sequences; Or a variant thereof. For example, a full length prostate cancer nucleic acid will typically include all of the exons that encode the full length native protein. “Full length” can be before or after various stages of post-translational processing or splicing, including alternative splicing.
[0063]
As used herein, a “biological sample” is a sample of biological tissue or fluid containing nucleic acids or polypeptides, such as prostate cancer proteins, polynucleotides or transcripts. Such samples include, but are not limited to, tissues isolated from primates, such as humans, or rodents, such as mice and rats. Biological samples also include tissue sections such as biopsy samples and autopsy samples, frozen sections taken for histological purposes, blood, plasma, serum, sputum, feces, tears, mucous membranes, hair, skin, etc. . Biological samples further include explants derived from patient tissue and primary and / or transformed cell cultures. The biological sample is typically from a eukaryote, most preferably a mammal, eg a primate such as a chimpanzee or a human; a cow; a dog; a cat; a rodent such as a guinea pig, rat, mouse; Or from birds; reptiles; or fish.
[0064]
“Providing a biological sample” means obtaining a biological sample for use in the methods described in the present invention. Most often, this is done by taking a cell sample from the animal, but pre-isolated cells (eg, isolated from another human, another time point, and / or for another purpose). Or by carrying out the method of the invention in vivo. Accumulated tissue with a history of treatment or outcome will be particularly useful.
[0065]
In reference to two or more nucleic acid or polypeptide sequences, the term “identical” or% “identity” uses the BLAST or BLAST 2.0 sequence comparison algorithm with the following default parameters: Specific percentages of amino acid residues or nucleotides that are the same or the same (ie, for a comparison window or for a specified region) When compared and juxtaposed, for a particular region, about 60% identity, preferably 70%, 75%, 80%, 85%, 90%, 91%, 92%, 93%, 94%, 95%, 96%, 97%, 98%, 99%, or higher identity) Means a partial sequence (see, eg, NCBI website, http://www.ncbi.nlm.nih.gov/BLAST/, etc.). Such sequences are then referred to as “substantially the same”. This identification is also referred to as, or can be applied to, the complement of the test sequence. This definition further includes those having substitutions in addition to sequences having deletions and / or additions, as well as natural, eg polymorphic or allelic variants, and artificial variants. As described below, preferred algorithms can account for gaps and the like. Preferably, identity exists for a region that is at least about 25 amino acids or nucleotides in length, or more preferably for a region that is 50-100 amino acids or nucleotides in length.
[0066]
For sequence comparison, typically one sequence acts as a reference sequence, to which test sequences are compared. When using a sequence comparison algorithm, test and reference sequences are entered into a computer, subsequence coordinates are designated, if necessary, and sequence algorithm program parameters are designated. Preferably, default program parameters can be used, or alternative parameters can be designated. The sequence comparison algorithm then calculates the percent sequence identity for the test sequence relative to the reference sequence, based on the program parameters.
[0067]
As used herein, a “comparison window” is typically a series selected from the group consisting of 20 to 600, usually about 50 to about 200, more commonly about 100 to about 150. Reference to a single segment of the number of positions is included, in which, after optimal alignment of the two sequences, the sequence is compared to a reference sequence of the same number of consecutive positions. Sequence alignment methods for comparison are well known in the art. Optimal alignment of the sequences for comparison is, for example, Smith and Waterman's local homology algorithm (Adv. Appl. Math., 2: 482 (1981)), Needleman and Wunsch. ) Homology alignment algorithm (J. Mol. Biol., 48: 443 (1970)), Pearson and Lipman similarity search (Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 85: 2444 ( 1988)), computer implementation of these algorithms (GAP, BESTFLT, FASTA, and TFASTA, Ge in Wisconsin Genetics Software Package) etics Computer Group, 575 Science Dr., Madison, WI), or by manual juxtaposition and visual inspection (eg, “Current Protocols in Molecular Biology” (edited by Ausubel et al., 1995). Year, addendum)).
[0068]
Preferred examples of algorithms that are suitable for determining% sequence identity and sequence similarity include the BLAST and BLAST 2.0 algorithms, which are described in Altschul et al. (Nuc. Acids Res., 25: 3389-3402). (1977)) and Altschul et al. (J. Mol. Biol., 215: 403410 (1990)). BLAST and BLAST 2.0 are used with the parameters noted herein to determine the percent sequence identity for the nucleic acids and proteins of the invention. Software for performing BLAST analyzes is publicly available from the National Center for Biotechnology Information (NCBI) (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/). This algorithm initially uses a query sequence that either matches or satisfies several positive threshold scores T when juxtaposed with words of the same length in the database sequence. Identifying high scoring segment pairs (HSPs) by identifying short words of length W. T is referred to as the neighborhood word score threshold (Altschul et al., Supra). These initial neighborhood word hits act as seeds for initiating searches to find longer HSPs containing them. These word hits are extended in both directions along each sequence as long as the cumulative alignment score can be increased. The cumulative score is calculated, for example for nucleotide sequences, using the parameters M (reward score of matching residue pair; always> 0) and N (penalty score of mismatched residue; always <0). The For the amino acid sequence, a cumulative score was calculated using a score matrix. The expansion of word hits in each direction was stopped when: the cumulative alignment score fell X amounts from its maximum achieved value; for one or more negative-scoring residue alignments When the cumulative score is zero or less; or when either end of the sequence is reached. The BLAST algorithm parameters W, T and X determine the juxtaposition sensitivity and speed. The BLASTN program (for nucleotide sequences) used word length (W) 11, expectation (E) 10, M = 5, N = -4 and comparison of both strands as default. For amino acid sequences, the BLASTP program uses, as a default, a word length of 3, and an expected value (E) of 10, and a BLOSUM62 score matrix (Henikoff and Henikoff, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 89: 10915 (1989). Reference) Alignment (B) 50, expected value (E) 10, M = 5, N = -4, and comparison of both strands was used.
[0069]
The BLAST algorithm also performed statistical analysis on the similarity between the two sequences (see, eg, Karlin and Altschul, Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 90: 5873-5787 (1993)). One measure of similarity provided by the BLAST algorithm is the smallest sum probability (P (N)), which gives an indication of the probability that a match will occur by chance between two nucleotide or amino acid sequences. Provided. For example, a nucleic acid is similar to a reference sequence if the minimum sum probability in the comparison of the test nucleic acid and the reference nucleic acid is less than about 0.2, more preferably less than about 0.01, and most preferably less than about 0.001. Is considered to be. The logarithmic value is larger than the negative number, for example, 5, 10, 20, 30, 40, 40, 70, 90, 110, 150, 170, and the like.
[0070]
Identification of two nucleic acid sequences or polypeptides that are substantially the same resulted in a polypeptide encoded by the first nucleic acid relative to the polypeptide encoded by the second nucleic acid, as described below. It is immunologically cross-reactive with antibodies. Thus, for example, if these two peptides differ only by conservative substitutions, the polypeptide is typically substantially the same as the second polypeptide. Another indication that two nucleic acid sequences are substantially the same is that two molecules or their complements hybridize to each other under stringent conditions, as explained below. Yet another indication that two nucleic acid sequences are substantially the same is that the same primers can be used to amplify these sequences.
[0071]
A “host cell” is a natural cell or a transformed cell that contains an expression vector and supports the replication or expression of the expression vector. Host cells can be cultured cells, explants, cells in vivo, and the like. The host cell may be a prokaryotic cell such as E. coli or a eukaryotic cell such as a yeast, insect, amphibian or mammalian cell, examples of which include CHO, HeLa, etc. (eg, American Type Culture Collection catalog or website (see www.atcc.org).
[0072]
The terms "isolated", "purified" or "biologically pure" refer to materials that are substantially or essentially free from components that are normally absent as found in their native state. means. Purity and homogeneity are typically determined using analytical chemistry techniques such as polyacrylamide gel electrophoresis or high performance liquid chromatography. Proteins or nucleic acids that are the major species present in the preparation are substantially purified. In particular, an isolated nucleic acid has been separated from some open reading frame that naturally flanks a gene and encodes a protein other than the protein encoded by the gene. In some embodiments, the term “purified” means that the nucleic acid or protein appears in essentially one band in the electrophoresis gel. Preferably, this means that the nucleic acid or protein is at least 85% pure, more preferably at least 95% pure, and most preferably at least 99% pure. In another embodiment, “purify” or “purification” means removing at least one contaminant from the composition to be purified. In this sense, purification does not require the purified compound to be homogeneous, for example 100% pure.
[0073]
The terms “polypeptide”, “peptide” and “protein” are used interchangeably herein to mean a polymer of amino acid residues. These terms include residues modified with natural amino acid polymers in addition to amino acid polymers in which one or more amino acid residues are artificial chemical mimetics of the corresponding natural amino acids, and non- Applies to those containing natural amino acid polymers.
[0074]
The term “amino acid” refers to natural and synthetic amino acids, as well as amino acid analogs and amino acid mimetics that function in a manner similar to the naturally occurring amino acids. Natural amino acids include those encoded by the genetic code, as well as amino acids that are later modified, such as hydroxyproline, γ-carboxyglutamic acid, and O-phosphoserine. Amino acid analogs are compounds having the same basic chemical structure as natural amino acids, for example, hydrogen, carboxyl group, amino group, and α-carbon bonded to R group, such as homoserine, norleucine, methionine sulfoxide, methionine methylsulfonium, etc. means. Such analogs have modified R groups (eg, norleucine) or modified peptide backbones, but retain the same basic chemical structure as a naturally occurring amino acid. Amino acid mimetics means a chemical compound that has a structure that is different from the general chemical structure of an amino acid, but that functions similarly to a natural amino acid.
[0075]
In the present specification, amino acids can be represented by either their commonly known three-letter code or by the one-letter code recommended by the Biochemical Nomenclature Commission of IUPAC-IUB. . Similarly, nucleotides can be represented by the normally accepted single letter code.
[0076]
“Conservatively modified variants” applies to both amino acid and nucleic acid sequences. For a particular nucleic acid sequence, conservatively modified variants are essentially the same if the nucleic acid encodes the same or essentially the same amino acid sequence, or if the nucleic acid does not encode an amino acid sequence. Or refer to related sequences, such as natural contig sequences. Because of the degeneracy of the genetic code, most proteins are encoded by a large number of functionally identical nucleic acids. For example, the codons GCA, GCC, GCG and GCU all encode the amino acid alanine. Thus, at each position where an alanine is specified by a codon, the codon can be changed to another corresponding codon as described without changing the encoded polypeptide. Such nucleic acid variations are “silent variations,” which are one species of conservatively modified variations. Any nucleic acid sequence encoding a polypeptide herein describes a silent mutation of the nucleic acid. One skilled in the art, in some circumstances, modifies each codon of the nucleic acid (except AUG, which is usually only a codon for methionine, and TGG, which is usually only a codon for tryptophan) to obtain a functionally identical molecule. You will admit that you can. Thus, silent mutations of nucleic acids encoding polypeptides are implicit in the sequence described for the expression product, but often not the actual probe sequence.
[0077]
As far as the amino acid sequence is concerned, those skilled in the art will recognize individual substitutions, deletions in nucleic acid, peptide, polypeptide or protein sequences that alter, add or delete one amino acid or a small percentage of amino acids in the encoded sequence. Or addition will recognize that this change is a “conservatively modified variant” resulting in a substitution of a chemically similar amino acid for an amino acid. Conservative substitution tables providing functionally similar amino acids are well known in the art. Such conservatively modified variants are added to, but do not exclude, polymorphic variants, interspecies homologues, and alleles of the present invention and typically include Substitution: 1) alanine (A), glycine (G); 2) aspartic acid (D), glutamic acid (E); 3) asparagine (N), glutamine (Q); 4) arginine (R), lysine ( K); 5) Isoleucine (I), leucine (L), methionine (M), valine (V); 6) phenylalanine (F), tyrosine (Y), tryptophan (W); 7) serine (S), threonine (T); and 8) Cysteine (C), methionine (M) (see, eg, Creighton's “Proteins” (1984)).
[0078]
Macromolecular structures such as polypeptide structures can be described in terms of various levels of organization. For general considerations regarding this organization, see, for example, Alberts et al., “Molecular Biology of the Cell (3rd Edition, 1994)” and “Cantor and Schimmel” See Biophysical Chemistry, Part I: Conformation of biological macromolecules (1980) “Primary structure” means the amino acid sequence of a particular peptide. “Means a three-dimensional structure arranged locally within a polypeptide. These structures are usually known as domains. Domains often form a compact unit of the polypeptide. Part of a polypeptide, typically 25 to about 5 A typical domain is made up of less organized compartments, such as β-sheet and α-helix stretches, “tertiary structure” means the complete three-dimensional structure of a polypeptide monomer “Quaternary structure” means a three-dimensional structure usually composed of non-covalent associations of independent three-dimensional units, and the term anisotropic is also known as an energy term.
[0079]
As used herein, “nucleic acid” or “oligonucleotide” or “polynucleotide” or grammatical equivalent means at least two nucleotides covalently linked together. Oligonucleotides are typically about 5, 6, 7, 8, 9, 10, 12, 15, 25, 30, 40, 50 or more nucleotides in length, up to about 100 nucleotides in length . Nucleic acids and polynucleotides are polymers of any length, including longer lengths such as 200, 300, 500, 1000, 2000, 3000, 5000, 7000, 10,000, etc. The nucleic acids of the invention generally comprise a phosphodiester linkage, but in some cases, for example, phosphoramidate, phosphorothioate, phosphorodithioate, or O-methyl phosphoramidate linkages (Eckstein, “Oligonucleotides and analogs: practice Nucleic acid analogs that may have alternative backbones, including peptide nucleic acid backbones, linkages, and the like; and the like (Oligonucleotide and Analogues: A Practical Approach), Oxford University Press) Other nucleic acid analogs include nucleic acid analogs with a positive backbone; a nonionic backbone, and a non-ribose backbone, which are described in US Pat. Nos. 5,235,033 and 5,034,506. As well as nucleic acid analogues described in ASC Symposium Series 580 “Carbohydrate Modifications in Antisense Research” chapters 6 and 7, edited by Sanghui and Cook including. Nucleic acids containing one or more carbocyclic sugars are also included within one definition of nucleic acid. Modification of the ribose-phosphate backbone can be done for a variety of reasons, for example, to increase the stability and half-life of such molecules in a physiological environment, or as a biochip probe. Natural nucleic acid and analog mixtures can be made; alternatively, various nucleic acid analog mixtures and natural nucleic acid and analog mixtures can be made.
[0080]
Various references regarding such nucleic acid analogs have been identified, including, for example, phosphoramidate linkages (Beaucage et al., Tetrahedron, 49 (10): 1925 (1993) and references therein; Letsinger, J. Org. Chem., 35: 3800 (1970); Sprinzl et al., Eur. J. Biochem., 81: 579 (1977); Letsinger et al., Nucl. Acids Res., 14: 3487 (1986); Chem. Lett., 805 (1984), Letsinger et al., J. Am. Chem. Soc., 110: 4470 (1988); and Pauwels et al., Chemica Scripta, 26: 141 (1986)), phospho. Thioate linkage (Mag et al., Nucleic Acids Res., 19: 1437 (1991); and US Pat. No. 5,644,048), phosphorodithioate linkage (Briu et al., J. Am. Chem. Soc., 111 : 2321 (1989)), O-methyl phosphoramidite linkage (see Eckstein, “Oligonucleotides and Analogues: A Practical Method”, Oxford University Press and Peptide Nucleic Acid) Binding (Egholm, J. Am. Chem. Soc., 114: 1895 (1992); Meier et al., Chem. Int. Ed. Engl., 31: 1008 (199) Including 207 (1996), which is incorporated by reference in full herein): Carlsson et al, Nature, 380; 566 (1993):;) Nielsen, Nature, 365. Other nucleic acid analogs include a positive backbone (Denpcy et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 92: 6097 (1995)); a nonionic backbone (US Pat. No. 5,386,023, 5, 637,684, 5,602,240, 5,216,141 and 4,469,863; Kiedrowshi et al., Angew. Chem. Intl. Ed. England, 30: 423 (1991); J. Am. Chem. Soc., 110: 4470 (1988); Letsinger et al., Nucleoside & Nucleotide, 13: 1597 (1994); ASC Symposium Series 580, “Carbohydrate Modifiers in Antisense Searches”. 2) and Chapter 3 edited by YS Sanghui and P. Dan Cook; Mesmaeker et al., Bioorganic & Medicinal Chem. Lett., 4: 395 (1994); Jeffs et al, c. : 17 (1994); Tetrahedron Lett., 37: 743 (1996)), and non-ribose backbones, US Pat. Nos. 5,235,033 and 5,034,506, and ASC Symposium Series 580, “ Sugar Modifications in Antisense Search (Carbohydrate Modifications in Antisense Research) "Chapters 6 and 7, S. Sanghui and Y. Sanghui Including those described in P. Dan Cook. Nucleic acids containing one or more carbocyclic sugars are also included in one definition of nucleic acids (see Jenkins et al., Chem. Soc. Rev., 169-176 (1995)). Several nucleic acid analogs are described in Rawls, C & E News, June 2, 1997, page 35. All of these references are expressly incorporated herein by reference.
[0081]
Particularly preferred are peptide nucleic acids (PNA) comprising peptide nucleic acid analogs. In contrast to the highly charged phosphodiester backbones of natural nucleic acids, these backbones are substantially nonionic under neutral conditions. This produces two advantages. First, the PNA backbone exhibits improved hybridization kinetics. PNA has a melting point (Tm) With greater variation. DNA and RNA typically have Tm2 to 4 ° C. decrease. This decrease due to the nonionic PNA skeleton is close to 7-9 ° C. Similarly, due to their nonionic nature, the hybridization of bases attached to these backbones is relatively insensitive to salt concentrations. In addition, PNA is not degraded by cellular enzymes and as a result can be more stable.
[0082]
Nucleic acids can be single-stranded or double-stranded, or can include portions of both single-stranded or double-stranded sequences. As will be appreciated by those skilled in the art, the description of a single strand also defines the sequence of the complementary strand; therefore, the sequences described herein also provide the complement of that sequence. This nucleic acid is a hybrid in which both genomic and cDNA DNA, RNA or nucleic acid can contain a combination of deoxyribonucleotides and ribonucleotides, and uracil, adenine, thymine, cytosine, guanine, inosine, xanthine, hypoxanthine, isocytosine Or a combination of bases including isoguanine and the like. “Transcript” typically means natural RNA, such as pre-mRNA, hnRNA, or mRNA. As used herein, the term “nucleoside” includes nucleotides and modified nucleosides such as nucleoside analogs and nucleotide analogs, as well as amino-modified nucleosides. In addition, “nucleoside” includes non-natural analog structures. Thus, for example, individual units of peptide nucleic acids, each containing a base, are referred to herein as nucleosides.
[0083]
A “label” or “detectable moiety” is a composition detectable by microscopic, photochemical, biochemical, immunochemical, chemical or other physical means. For example, useful labels have been made detectably by the incorporation of a fluorescent dye, a high electron density reagent, an enzyme (eg, commonly used in an ELISA), biotin, digoxigenin, or a hapten and, for example, a radioactive label into a peptide or Includes proteins or other entities such as those used to detect antibodies that specifically react with this peptide. The radioisotope can be, for example, 3H, 14C, 32P, 35S, or 125I. In some cases, particularly with antibodies against the proteins of the invention, these radioisotopes can be used as toxic moieties, as described below. These labels can be incorporated into prostate cancer nucleic acids, proteins and antibodies at any position. Any method known in the art for conjugating antibodies to labels can be used, including Hunter et al., Nature, 144: 945 (1962); David et al., Biochemistry, 13: 1014 (1974); Pain et al., J. MoI. Immunol. Meth. 40: 219 (1981); and Nygren, J. et al. Histochem. and Cytochem. 30: 4O7 (1982). The lifetime of a radiolabeled peptide or radiolabeled antibody composition can be extended by the addition of substances that stabilize the radiolabeled peptide or antibody and interfere with its degradation. Any substance or combination of substances that stabilize radiolabeled peptides or antibodies can be used, including those disclosed in US Pat. No. 5,961,955.
[0084]
“Effector” or “effector moiety” or “effector component” is an antibody, covalently through a linker or chemical bond, or non-covalently through an ionic, van der Waals, electrostatic or hydrogen bond Molecule bound to (or linked to or complexed with). An “effector” is, for example, a radioactive compound, a fluorescent compound, an enzyme or substrate, a tag such as an epitope tag, a detection moiety containing a toxin; an activating moiety such as a chemotherapeutic agent; a lipase; an antibiotic; (Hard) "can be a variety of molecules including radioisotopes that emit beta rays.
[0085]
A “labeled nucleic acid probe or oligonucleotide” is a covalent or ionic bond, van der Waals via a linker or chemical bond, such that the presence of the probe is detected by detection of the presence of the label bound to the probe. It is bound to the label non-covalently through a bond, electrostatic bond or hydrogen bond. Alternatively, methods using high affinity interactions can achieve the same result, where one of the binding partner pairs binds to the other, eg, biotin, streptavidin.
[0086]
As used herein, a “nucleic acid probe or oligonucleotide” is a target of a complementary sequence through one or more chemical bonds, usually through complementary base pairing, usually through hydrogen bond formation. Defined as nucleic acid capable of binding to nucleic acid. As used herein, a probe can include a natural base (ie, A, G, C, or T) or a modified base (7-deazaguanosine, inosine, etc.). In addition, the bases in the probe are linked by bonds other than phosphodiester bonds, as long as they do not functionally interfere with hybridization. Thus, for example, a probe can be a peptide nucleic acid in which constitutive bases are linked by peptide bonds other than phosphodiester bonds. One skilled in the art will appreciate that these probes can bind to a target sequence that lacks complete complementarity with the probe sequence, depending on the stringency of the hybridization conditions. These probes are preferably labeled directly with isotopes, chromophores, luminophores, chromogens, or indirectly with, for example, biotin to which the streptavidin complex later binds. By assaying for the presence or absence of the probe, the presence or absence of the selected sequence or subsequence can be detected. Diagnosis or prognosis can be based at the genomic level or at the RNA or protein expression level.
[0087]
The term “recombinant” when used with respect to a cell or nucleic acid, protein or vector, the cell, nucleic acid, protein or vector is modified by introduction of a heterologous nucleic acid or protein or modification of a native nucleic acid or protein. Or that the cell is derived from a cell so modified. Thus, for example, recombinant cells express genes that are not found in native (non-recombinant) cells, or are otherwise aberrantly expressed, underexpressed or not expressed at all. Unexpressed native gene is expressed. As used herein, the term “recombinant nucleic acid” refers to a nucleic acid originally formed in vitro in a form not normally found in nature, generally by manipulation of the nucleic acid, eg, the use of polymerases and endonucleases. In this way, an operable linkage of different sequences is realized. Thus, both linearly isolated nucleic acids or expression vectors formed in vitro by ligation of DNA molecules that are not normally ligated are both considered recombinant for the purposes of the present invention. Once a recombinant nucleic acid has been created and reintroduced into a host cell or organism, it replicates non-recombinantly, ie, using the in vivo cellular machinery of the host cell rather than in vitro manipulation; It will be understood that such nucleic acids, once produced recombinantly and then non-recombinantly replicated, are still considered recombinant for the purposes of the present invention. Similarly, a “recombinant protein” is a protein produced using recombinant techniques, ie by expression of the aforementioned recombinant nucleic acids.
[0088]
The term “heterologous” when used with reference to a portion of a nucleic acid indicates that the nucleic acid contains two or more subsequences that are not normally found in the same relationship to each other in nature. For example, nucleic acids are typically produced recombinantly, such as promoters from one source and coding regions from another source, eg, unrelated genes arranged to create new functional nucleic acids. It has two or more sequences derived from it. Similarly, a heterologous protein often refers to two or more subsequences that are not found in the same relationship to each other in nature (eg, a fusion protein).
[0089]
A “promoter” is defined as an array of nucleic acid control sequences that direct transcription of a nucleic acid. As used herein, a promoter includes necessary nucleic acid sequences near the transcription start site, such as a TATA element in the case of a polymerase type II promoter. A promoter can also optionally include a distal enhancer or repressor element, which is located at a base pair thousands of distances from the transcription start site. A “constitutive” promoter is a promoter that is active under most environmental and developmental conditions. An “inducible” promoter is a promoter that is active under environmental or developmental regulation. The term “operable linkage” refers to a functional linkage between a nucleic acid expression control sequence (such as a promoter or an array of transcription factor binding sites) and a second nucleic acid sequence, wherein the expression control sequence comprises Directs transcription of the nucleic acid corresponding to the second sequence.
[0090]
An “expression vector” is a recombinantly or synthetically created nucleic acid construct with a series of specialized nucleic acid elements that allow transcription of a particular nucleic acid in a host cell. The expression vector can be part of a plasmid, virus or nucleic acid fragment. Typically, an expression vector comprises a nucleic acid to be transcribed operably linked to a promoter.
[0091]
The phrase “selectively (or specifically) hybridizes” refers to nucleotide sequences in a heterogeneous population of nucleic acids and other biologicals (eg, total cells or a library of DNA or RNA). It means that a molecule binds, duplexes or hybridizes to a specific nucleotide sequence that is determinative of presence. Similarly, the phrase “specific (or selective) binding” or “specific (or selective) immune response” to an antibody refers to a heterogeneous population of proteins and other biological things when referring to proteins or peptides. Means a binding reaction that is a determinant of the presence of a protein. Thus, under designated immunoassay conditions or nucleic acid hybridization conditions, a specified antibody or nucleic acid probe will bind to a particular protein nucleotide sequence at least twice background, more typically 10 to 10 background. Combine at 100 times.
[0092]
Specific binding to an antibody under such conditions requires an antibody that is selected for its specificity for a particular protein. For example, selecting a polyclonal antibody raised against a specific protein, polymorphic variant, allele, ortholog, and conservatively modified variant, or splicing variant, or part thereof, and a desired prostate cancer protein Only polyclonal antibodies that are specifically immunoreactive but not other proteins can be obtained. This selection can be achieved by subtracting out antibodies that cross-react with other molecules. A variety of immunoassay formats can be used to select antibodies that are specifically immunoreactive with a particular protein. For example, solid phase ELISA immunoassay methods are routinely used to select antibodies that are specifically immunoreactive with proteins (immunoassay formats that can be used to determine specific immunoreactivity and For an explanation of the conditions, see, for example, Harlow and Lane, “Antibodies: Experiments, A Laboratory Manual” (1988)).
[0093]
The phrase “stringent hybridization conditions” refers to conditions in which a probe typically hybridizes to its target subsequence in a complex mixture of nucleic acids but not to other sequences. Stringent conditions are determined by the sequence and will be different in different circumstances. Longer sequences hybridize specifically at higher temperatures. Extensive guidelines for nucleic acid hybridization can be found in Tijsssen, “Biochemistry and Molecular Biology Technology—Techniques in Biochemistry and Molecular Biology—Hybridization with Nucleic Probes,” See "Overview of principals of hybridization and the sexuality of assays" (1993). In general, stringent conditions are such that the melting point of a specific sequence (Tm) About 5-10 ° C. This TmIs the temperature (temperature at the specified ionic strength, pH and nucleic acid concentration) at which 50% of the probe complementary to the target hybridizes to the target sequence when equilibrated (TmThe target sequence is present in excess and 50% of the probe is occupied at the time of equilibration). Stringent conditions are when the salt concentration is less than about 1.0M sodium ion, typically about 0.01-1.0M sodium ion concentration (or other salt) at pH 7.0-8.3. And as low as about 30 ° C. for short probes (eg, 10-50 nucleotides) and at least about 60 ° C. for long probes (eg, longer than 50 nucleotides). Stringent conditions can also be achieved with the addition of destabilizing agents such as formamide. For selective or specific hybridization, a positive signal is at least twice background, preferably 10 times background hybridization. Exemplary stringent hybridization conditions are: 50% formamide, 5 × SSC, and 1% SDS, 42 ° C. incubation, or 5 × SSC, 1% SDS, 65 ° C. incubation, 0.2 × SSC. Wash, 0.1% SDS at 65 ° C. For PCR, a temperature of about 36 ° C. is typically low stringency amplification, but the annealing temperature can vary from about 32 ° C. to 48 ° C. depending on the primer length. For high stringency PCR amplification, a temperature of about 62 ° C is typical, but high stringency annealing temperatures can range from about 50 ° C to about 65 ° C, depending on primer length and specificity. Typically, cycling conditions for both high and low stringency amplification are: 90 ° C. to 95 ° C. for 30 seconds to 2 minutes of denaturing phase, 30 seconds to 2 minutes of annealing phase, and about 72 ° C. for 1 to 2 Contains an extended phase of minutes. Protocols and guidelines for low and high stringency amplification reactions are described, for example, in Innis et al., “PCR Protocols: Methods and Applications (PCR Protocols, A Guide to Methods and Applications), (1990), Academic Press, NY ).
[0094]
Nucleic acids that do not hybridize to each other under stringent conditions are still substantially the same if the polypeptides that they encode are substantially the same. This occurs, for example, when a copy of a nucleic acid is created using the maximum codon degeneracy provided by the genetic code. In such cases, the nucleic acid typically hybridizes under moderately stringent hybridization conditions. For example, “moderately stringent hybridization conditions” include hybridization at 37 ° C. in 40% formamide, 1M NaCl, 1% SDS buffer, and washing at 45 ° C. in 1 × SSC. Positive hybridization is at least twice background. Those skilled in the art will readily recognize that alternative hybridization and wash conditions can be utilized to provide conditions of similar stringency. Additional guidance regarding the determination of hybridization parameters is provided in a number of references, for example as described in Ausubel et al., "Current Protocols in Molecular Biology".
[0095]
In the context of assays relating to the testing of compounds that modulate the activity of prostate cancer proteins, the phrase “functional effects” refers to, for example, functional, physical or chemical effects such as the ability to reduce prostate cancer. Determining parameters under indirect or direct influence of prostate cancer protein or nucleic acid. This includes ligand binding activity; cell growth on soft agar; anchorage dependence; growth contact inhibition and density limits; cell proliferation; cell malignant transformation; growth factor or serum dependence; tumor-specific marker levels; Matrigel In vivo tumor growth and metastasis; mRNA and protein expression in cells undergoing metastasis, and other characteristics of prostate cancer cells. “Functional effects” include in vitro, in vivo, and ex vivo activities.
[0096]
“Determining a functional effect” refers to assaying a compound that increases or decreases a parameter under the indirect or direct influence of a prostate cancer protein sequence, such as a functional, enzymatic, physical or chemical effect. It means to do. Such functional action may be achieved by any means known to those skilled in the art, such as protein spectroscopic features (eg fluorescence, absorbance, refractive index), hydrodynamic features (eg shape), chromatography or Can be determined by changes in solubility properties, measurement of inducible markers or transcriptional activation of prostate cancer proteins; measurement of binding activity or binding assays such as binding to antibodies or other ligands, and measurement of cell proliferation . Determination of the functional effect of a compound on prostate cancer can also be performed using a prostate cancer assay, such as an in vitro assay known to those skilled in the art, for example, cell growth on soft agar; anchorage dependence; Contact inhibition and density limits; cell proliferation; malignant transformation of cells; growth factor or serum dependence; tumor-specific marker levels; invasiveness to Matrigel; tumor growth and metastasis in vivo; mRNA and protein expression in cells undergoing metastasis And other features of prostate cancer cells. This functional effect can be assessed by a number of means known to those skilled in the art, such as microscopy for quantitative or qualitative measurement of changes in morphological characteristics, RNA of sequences associated with prostate cancer, or Downstream or reporter gene expression (CAT, luciferase, β, by measuring changes in protein level, measuring RNA stability, eg chemiluminescence, fluorescence, colorimetric reaction, antibody binding, inducible markers, and ligand binding assays -Gal, GFP, etc.).
[0097]
“Inhibitors,” “activators,” and “modulators” of prostate cancer polynucleotide and polypeptide sequences are molecules or compounds identified using in vitro and in vivo assays of prostate cancer polynucleotide and polypeptide sequences. Used for activation, inhibition or modulation. Inhibitors, for example, compounds that bind to prostate cancer protein, partially or wholly block activity, reduce, interfere with, delay activation, deactivate, desensitize, or down regulate activity or expression, such as antagonists It is. Antisense nucleic acids appear to inhibit protein expression and subsequent function. “Activators” are compounds that increase, open, activate, promote, enhance activity, sensitize, actuate or upregulate prostate cancer protein activity. Inhibitors, activators or modulators also include genetically modified forms of prostate cancer proteins, such as those with altered activity, as well as natural and synthetic ligands, antagonists, agonists, antibodies, small chemical molecules, and the like. Such inhibitor and activator assays include, for example, expressing prostate cancer proteins in vitro, intracellularly or in the plasma membrane, applying putative modulator compounds, and then functional effects on activity as described above. Including deciding. Prostate cancer cells are incubated with a test compound and one or more prostate cancer proteins such as 1, 2, 3, 4, 5, 10 such as the prostate cancer proteins encoded by the sequences listed in Tables 1-16. , 15, 20, 25, 30, 40, 50 or more prostate cancer protein activators and inhibitors can be identified by determining increased or decreased expression.
[0098]
A sample or assay comprising a prostate cancer protein comprising treatment with a potential activator, inhibitor, or modulator is used to test a degree of inhibition with a control sample that does not contain an inhibitor, activator, or modulator. To be compared. Control samples (untreated with inhibitor) are assigned a relative protein activity value of 100%. Inhibition of the polypeptide is achieved when the activity value relative to the control is about 80%, preferably 50%, more preferably 25-0%. Activation of the prostate cancer polypeptide has an activity value of 110%, more preferably 150%, more preferably 200-500% (ie 2-5 times higher than the control) relative to the control (untreated with activator). More preferably, it is achieved when the content is 1000 to 3000% higher.
[0099]
The phrase “change in cell growth” refers to growth foci formation), anchorage independence, semi-solid or soft agar growth, growth contact inhibition and density limit changes, growth factor or serum requirement loss, cell morphology In vitro or in vivo, such as the acquisition or loss of immortalization, the acquisition or loss of tumor-specific markers, the ability to form or suppress tumors when injected into a suitable animal host, and / or the immortalization of cells It means any change in the characteristics of cell growth and proliferation. For example, Freshney, “Culture of Animal Cells, Manual of Basic Technique”, pages 231-241 (3rd edition, 1994).
[0100]
“Tumor cell” means precancerous, cancerous, and normal cells in a tumor.
[0101]
“Malignant transformation” in a “cancer cell”, “malignant transformed” cell or tissue culture means a naturally occurring or induced phenotypic change that is not necessarily related to the uptake of new genetic material. Malignant transformation results from infection with the transforming virus and integration of new genomic DNA, or uptake of foreign DNA, which occurs either spontaneously or after exposure to carcinogens, thereby causing endogenous Genes can be mutated. Malignant transformation is associated with phenotypic changes, such as cell immortalization, abnormal growth control, non-morphological changes, and / or malignancies (eg, Freshney, “Animal cell culture, Basic Manual (Culture of Animal Cells a Manual of Basic Technique), (3rd edition, 1994)).
[0102]
“Antibody” means a polypeptide comprising a framework region of an immunoglobulin gene or fragments thereof that specifically binds and recognizes an antigen. The recognized immunoglobulin genes include the myriad immunoglobulin variable region genes in addition to the kappa, lambda, alpha, gamma, delta, epsilon, and mu constant region genes. Light chains are classified as either kappa or lambda. Heavy chains are classified as γ, μ, α, δ, or ε, which in turn define immunoglobulin classes IgG, IgM, IgA, IgD, and IgE, respectively. Typically, the antigen-binding region of an antibody or functional equivalent thereof is most important in binding specificity and affinity. See Paul's "Fundamental Immunology".
[0103]
An exemplary immunoglobulin (antibody) structural unit comprises a tetramer. Each tetramer is composed of the same pair of two polypeptide chains, each pair having one “light” chain (about 25 kD) and one “heavy” chain (about 50-70 kD). The N-terminus of each chain defines a variable region of about 100-110 or more amino acids that contributes primarily to antigen recognition. These terms variable light chain (VL) And variable heavy chain (VH) Means these light and heavy chains respectively.
[0104]
Antibodies exist, for example, as intact immunoglobulins or as a number of well-characterized fragments produced by digestion with various peptidases. Thus, for example, pepsin digests the antibody under the disulfide bond in the hinge region, and F (ab) '2Which forms a Fab dimer, which is itself V through a disulfide bond.H-CH1 is a light chain linked to 1. This F (ab) ’2Is reduced under moderate conditions and breaks the disulfide bond in the hinge region, thereby F (ab) '2The dimer is converted to Fab 'monomer. Fab 'monomers are Fabs with essentially a part of the hinge region (see "Basic Immunology" (Paul, 3rd edition, 1993)). Although various antibody fragments are defined with respect to digestion of complete antibodies, those skilled in the art will recognize that such fragments can be synthesized de novo, either chemically or using recombinant DNA techniques. Will understand. Thus, the term antibody as used herein uses antibody fragments (eg, single chain Fv) or phage display libraries made by modification of whole antibodies or newly synthesized using recombinant DNA techniques. Also includes any of the identified antibody fragments (see, eg, McCafferty et al., Nature, 348: 552-554 (1990)).
[0105]
Many techniques known in the art can be used for the preparation of antibodies, eg, recombinant, monoclonal, or polyclonal antibodies (eg, Kohler and Milstein, Nature, 256: 495-497 (1975)). Kozbor et al., Immunology Today 4:72 (1983); Cole et al., Pp. 77-96, Monoclonal Antibodies and Cancer Therapy (1985); Coligan, Current Protocols in Immunology, 19A; (1988); and Goding, Monoclonal Antibodies: P rinciples and Practice (2nd edition, 1986)). Techniques for generating single chain antibodies (US Pat. No. 4,946,778) can be applied to generate antibodies to the polypeptides of the present invention. In addition, other organisms such as transgenic mice or other mammals can be used to express humanized antibodies. Alternatively, phage display technology can be used to identify antibodies and heteromeric Fab fragments that specifically bind to a selected antigen (eg, McCafferty et al., Nature, 348: 552-554 (1990); Marks). Et al., Biotechnology, 10: 779-783 (1992)).
[0106]
A “chimeric antibody” is a class, effector function and / or species constant region in which (a) the constant region, or part thereof, is altered, substituted or exchanged and the antigen binding site (variable region) is different or altered, Or the chimeric antibody is linked to a different molecule in its entirety that confer new properties such as enzymes, toxins, hormones, growth factors, drugs, etc .; or (b) the variable regions, or parts thereof, are different or Antibody molecules that are altered, substituted or exchanged by variable regions with altered antigen specificity.
[0107]
Identification of sequences associated with prostate cancer
In certain aspects, the level of gene expression is determined to provide an expression profile in various patient samples where diagnostic information is desired. The expression profile of a particular sample is essentially a “fingerprint” of the state of the sample; the two states have any particular gene expressed in the same way, but evaluation of many genes Allows simultaneous generation of gene expression profiles characterizing the condition. That is, normal tissue (eg, normal prostate or other tissue) can be distinguished from prostate cancerous or metastatic cancerous tissue, or prostate cancer tissue or metastatic prostate cancerous tissue is alive It can be compared with prostate tissue samples from cancer patients and other tissues. Comparing tissue expression profiles in various known prostate cancer states gives information on which genes are important in each of these states, including both up-regulation and down-regulation of genes .
[0108]
The identification of differentially expressed sequences in prostate cancer versus non-prostate cancer tissue allows the use of this information in a number of ways. For example, a particular treatment modality can be evaluated: a chemotherapeutic agent acts to down-regulate prostate cancer in a particular patient and thus tumor growth or recurrence. Similarly, diagnostic and therapeutic outcomes can be made or confirmed by comparison with a known expression profile of a patient sample. Metastatic tissue can also be analyzed to determine the prostate cancer stage of the tissue. Furthermore, these gene expression profiles (or individual genes) allow screening of drug candidates while looking at mimicking or altering specific expression profiles; for example, screening can be drugs that suppress prostate cancer expression profiles Can be done about. This can be done by creating a biochip containing a significant set of prostate cancer genes that can then be used in these screens. These methods can also be performed on a protein basis; that is, the protein expression level of prostate cancer protein can be assessed for diagnostic purposes or to screen candidate substances. In addition, prostate cancer nucleic acid sequences can be administered for gene therapy purposes, including administration of antisense nucleic acids or prostate cancer proteins (including antibodies and other modulators) that are administered as therapeutic agents.
[0109]
The present invention thus provides nucleic acid and protein sequences that are differentially expressed in prostate cancer, referred to herein as “prostate cancer sequences”. As outlined below, prostate cancer sequences are down-regulated (ie, expressed at a lower level) in addition to sequences that are up-regulated (ie, expressed at a higher level) in prostate cancer. including. In preferred embodiments, the prostate cancer sequences are derived from humans; however, one of skill in the art will appreciate that other living prostate cancer sequences are also useful in animal models of disease and drug evaluation. Therefore other prostate cancer sequences are present in rodents (rats, mice, hamsters, guinea pigs, etc.), primates, livestock (sheep, goats, pigs, cows, horses, etc.) and pets (dogs, cats, etc.); Provided from vertebrates, including mammals. Other living prostate cancer sequences can be obtained using the techniques outlined below.
[0110]
Prostate cancer sequences include both nucleic acid and amino acid sequences. As understood by those skilled in the art and outlined in more detail below, prostate cancer nucleic acid sequences are useful for a variety of applications, including diagnostic applications that detect natural nucleic acids as well as screening applications; Biochips can be made that contain PCR microtiter plates with nucleic acid probes or probes for selected prostate cancer sequences.
[0111]
Prostate cancer sequences can be initially identified by substantial nucleic acid and / or amino acid sequence homology to the prostate cancer sequences outlined herein. Such homology can be based on the entire nucleic acid or amino acid sequence and is generally determined as outlined below, using either a homology program or hybridization conditions.
[0112]
To identify sequences associated with prostate cancer, prostate cancer screening typically involves, for example, normal and cancerous tissues, or tumor tissue samples from patients with metastatic disease, versus non-metastatic Includes comparison of genes identified in different tissues, such as tissues. Another suitable tissue comparison includes comparison of prostate cancer samples with metastatic cancer samples of other cancers such as lung cancer, breast cancer, digestive cancer, ovary, and the like. Different stages of prostate cancer, such as living tissue, drug resistance, and metastatic tissue, are applied to biochips containing nucleic acid probes. These samples, if applicable, are first microdissected and processed as is known in the art for mRNA preparation. Suitable biochips are commercially available, for example from Affymetrix. A gene expression profile as described herein is created and the data is analyzed.
[0113]
In certain embodiments, the gene that exhibits altered expression during normal and disease states is preferably normal prostate in other normal tissues, but is lung, heart, brain, liver, breast, kidney, muscle, colon, small intestine Compared to genes expressed in, including, but not limited to, large intestine, spleen, bone and placenta. In preferred embodiments, genes identified during prostate cancer screening that are expressed in significant amounts in other tissues are removed from this profile, but in some embodiments this is not necessary. That is, when a drug is screened, it is preferred that the target be disease specific in order to minimize possible side effects that are usually possible.
[0114]
In preferred embodiments, prostate cancer sequences are upregulated in prostate cancer; that is, the expression of these genes is higher in prostate cancer tissue than in non-cancerous tissue. “Up-regulation” as used herein often means at least about 2-fold change, preferably at least about 3-fold change, and preferably at least about 5-fold or more. All unigene cluster identification numbers and accession numbers herein are relative to the GenBank sequence database, and the sequence of accession numbers is expressly incorporated herein by reference. GenBank is known in the art and is described, for example, in Benson, DA et al., Nucleic Acids Research, 26: 1-7 (1998) and http: // www. ncbi. nlm. nih. See gov /. The sequences are also available in other databases, examples being the European Molecular Biology Laboratory (EMBL) and the Japanese DNA database (DDBJ).
[0115]
In another preferred embodiment, the prostate cancer sequence is one that is down-regulated in prostate cancer; that is, the expression of these genes is lower in prostate cancer tissue compared to non-cancerous tissue (eg, Tables 8, 12). And 14). “Down-regulation” as used herein often means at least about a 1.5-fold change, more preferably a 2-fold change, preferably at least about 3-fold change, and Most preferred is a change of about 5 times or more.
[0116]
Informatics
The ability to identify genes that are over- or under-expressed in prostate cancer is high in diagnostic, therapeutic, drug development, pharmacogenetics, protein structure, biosensor development, and other related fields. A database with high resolution and high sensitivity can be additionally provided. For example, the expression profile can be used for diagnosis or prognosis assessment of prostate cancer patients. Otherwise, as another example, subcellular toxicity information can be generated to better indicate the correlation between drug structure and activity (Anderson, “Pharmaceutical Proteomics: Targets, Mechanisms, and Functions (Pharmacological) Proteomics: Targets, Mechanism, and Function) ", IBC Proteomics Conference, Coronado, CA (June 11-12, 1998)). Subcellular level toxicity information can also be used in biological sensor devices, perhaps to estimate the toxic effects of chemical exposure and possible tolerable exposure thresholds (US Pat. No. 5,811,11). 231). Similar benefits are generated from databases on other biomolecules and bioactive agents (eg, nucleic acids, sugars, lipids, drugs, etc.).
[0117]
Accordingly, in another aspect, the present invention provides a database comprising at least one set of assay data. The data contained in this database is obtained, for example, using array analysis, either alone or in a library format. This database can be in virtually any form in which data is maintained and communicated, but is preferably an electronic database. The electronic database of the present invention can be maintained on an electronic device that allows storage and access to the database, such as a personal computer, but can be distributed to a wide area network such as the World Wide Web (WWW). preferable.
[0118]
This section on databases containing peptide sequence data focuses only on clarity of explanation. One skilled in the art will also appreciate that similar databases can be compiled for assay data acquired using the assay methods of the present invention.
[0119]
Identification and / or quantification of a wide variety of molecular and macromolecular species, relative to and / or absolutely abundant, from biological samples that are prostate cancer, ie, sequences related to prostate cancer as described herein The composition and method for identifying abundant information provides a wealth of information, including the determination of pathology, disease predisposition, drug testing, treatment monitoring, causal linkages to genetic diseases, correlations with immune and physiological conditions Etc. Although the data generated from the assay of the present invention is suitable for mammalian validation and analysis, in a preferred embodiment, prior data being processed using a high speed computer is utilized.
[0120]
A series of methods for indexing and retrieving biomolecular information is known in the art. For example, US Pat. Nos. 6,023,659 and 5,966,712 describe biomolecular sequence information in a manner that allows sequences to be cataloged and searched according to a hierarchy of one or more protein functions. A relational database system for storing data is disclosed. US Pat. No. 5,953,727 collects partial length DNA sequences that are cataloged and searched according to one or more sequencing projects to obtain a full length sequence from the collection of partial length sequences. Discloses a relational database having sequence records containing information in a format that enables US Pat. No. 5,706,498 discloses a gene for searching for similar gene sequences in sequence data items in a gene database based on the degree of similarity between a key sequence and a target sequence. A database search system is disclosed. US Pat. No. 5,538,897 is for identifying amino acid sequences in computer databases by comparing estimated mass spectra with empirically derived mass spectra using a closeness-of-fit measurement. Discloses a method for using mass spectrometry fragmentation patterns of peptides. US Pat. No. 5,926,818 describes multidimensional data described as online analysis processing (OLAP), which entails the integration of actual data estimated according to more than one integration path or dimensions. A multi-dimensional database including analytical correlation is disclosed. U.S. Pat. No. 5,295,261 discloses a hybrid database structure in which the fields of each database record are divided into two classes, namely navigation data and informational data, the navigation field being a dendritic structure. Alternatively, it is stored in the form of a hierarchical topological map that can be viewed as the union of two or more such dendritic structures.
[0121]
See also Mount et al., Bioinformatics (2001); “Biological Sequence Analysis: Probabilistic Models of Proteins and Nucleic Acids”, Ed. Bioinformatics: A practical guide to gene and protein analysis (Bioinformatics: The Analysis of Genes and Proteins) (Baxevanis and Oeulette, Ed., Biobiology, Biomedical and Bioinformatics, Bioinformatics in Biomedics, Bioinformatics and Bioinformatics in Biomedics) Meet “Bioinformatics: Basic Applications in Biological Science and Medicine” (1999); “Introduction to Computational Molecular Biology” (Ed. : Methods and Protocols "(Misser and Krawetz, 2000);" Bionformatics: Sequences, Structures and Databanks: Practical Methods (Bioinformatics: Sequences, Structures and Databanks: A Practical). " (Prog) (Edited by Higgins and Taylor, 2000); Brown, “Bioinformatics: A Biologics' Guide to Biocomputing and the Internet” (2001); Han; "Data Mining: Concepts and Techniques" (2000); and Waterman, "Introduction of Computer Biology: Maps, Sequences and Computational Biology: Maps, Sequences and Sequences, Sequences and Sequences." (1995) Of it.
[0122]
The present invention includes, for example, a computer and software for storing assay data records in a form that can be searched by a cross-tabulated computer based on data specifying a source of a target-containing sample from which a specificity record of each sequence is obtained. A computer database including
[0123]
In an exemplary embodiment, the source of the at least one target-containing sample is derived from a control tissue sample that is known to be independent of pathological disease. In a variant, the at least one source is a known pathological tissue specimen, such as another tissue specimen to be analyzed for neoplastic lesions or prostate cancer. In another variation, the assay record cross-tabulates one or more of the following parameters for each target specimen in the sample: (1) eg target molecular structure coordinates and / or characteristic separation coordinates (eg electrophoretic coordinates) ) A unique identification code; (2) a sample source; and (3) an absolute and / or relative amount of target species present in the sample.
[0124]
The present invention is further provided for storage and retrieval of target data collection in a computer data storage device, which is a magnetic disk, optical disk, magneto-optical disk, DRAM, SRAM, SGRAM, SDRAM, RDRAM, DDRRAM. , Magnetic bubble memory devices, and other data storage devices including CPU registers and on-CPU data storage arrays. Typically, target data recording is performed as a bit pattern in an array of magnetic domains on a magnetizable medium or as an array of charge states or transistor gate states, eg, an array of cells in a DRAM device (eg, each cell is a transistor, And a storage region that can be located on the transistor). In one aspect, the present invention provides such a storage device, and a computer system built therebetween, which includes a unique identifier for at least 10 target data records cross-tabulated with the target source. It includes a bit pattern that encodes a protein expression fingerprint record.
[0125]
Where the target is a peptide or nucleic acid, the present invention preferably provides a method of identifying the sequence of the relevant peptide or nucleic acid, which is stored or retrieved from a computer storage device or database. Performing a computerized comparison between the sequence assay record and at least one other sequence. The comparison can include a sequence analysis or comparison algorithm or a computer program as an aspect thereof (eg, FASTA, TFASTA, GAP, BESTFIT) and / or the comparison is determined from a polypeptide or nucleic acid sample of the specimen. It can be the relative amount of peptide or nucleic acid sequence in the pool of sequences rendered.
[0126]
The present invention includes an IBM compatible (DOS, Windows) bit pattern encoding the assay data of the present invention in a file format suitable for computer input sequence analysis, comparison, or search and processing in relative quantification methods. , Windows 95/98/2000, Windows NT, OS / 2) or other formats (eg Linux, SunOS, Solaris, AIX, SCO Unix, VMS, MV, Macintosh, etc.) floppy diskette or hard (built-in, Winchester) disk It is also preferred to provide a magnetic disk, such as a drive.
[0127]
The present invention further comprises a plurality of computing devices connected via a data link such as an Ethernet cable (coaxial or 10BaseT), telephone line, ISDN line, wireless network, optical cable, or other suitable signal transmission medium. Also provides a network whereby at least one network device (eg, computer, disk array, etc.) constitutes a bit pattern encoding data obtained from an assay of the present invention, comprising a magnetic domain ( For example, a magnetic disk) and / or a charge domain (eg, an array of DRAM cells).
[0128]
The present invention also provides a method for transmitting assay data comprising generating an electronic signal on an electronic communication device such as a modem, ISDN terminal adapter, DSL, cable modem, ATM switch, wherein the signal is ( It includes a bit pattern encoding a database containing data from the assay (in native or encrypted format) or multiple assay results obtained by the method of the invention.
[0129]
In a preferred embodiment, the present invention compares the query target to a database containing an array of data structures, such as assay results obtained by the method of the present invention, and is based on the identity of the target data and the degree of gap weight. A computer system for ranking database targets is provided. The central processing unit is initialized and a computer program for juxtaposition and / or comparison of assay results is read and executed. The inquiry target data is input to the central processing unit via the I / O device. Execution of the computer program causes the central processing unit to retrieve assay data from the data file, which includes a binary description of the assay results.
[0130]
Target data or records and computer programs can be transferred to secondary memory, which is typically random access memory (eg, DRAM, SRAM, SGRAM, or SDRAM). The targets are ranked according to the selected assay characteristic (eg, binding to the selected affinity moiety) and the degree of matching of the same characteristic with the query target, and the result is output via the I / O device. For example, the central processing unit can be a normal computer (eg, Intel Pentium, PowerPC, Alpha, PA-8000, SPARC, MIPS 4400, MIPS 10000, VAX, etc.); It can be a molecular biology software package (eg UWGCG Sequence Analysis Software, Darwin); data files are optical or magnetic disks, data servers, memory devices (eg DRAM, SRAM, SGRAM, SDRAM, EPROM, bubble memory) I / O devices include video displays and keyboards, modems, ISDN terminal adapters, Ethernet Port labeled, punch card reader can be a magnetic strip reader or other suitable I / O terminals with a device.
[0131]
The present invention also preferably provides for the use of a computer system as described above, which includes: (1) a computer; (2) obtained by the method of the present invention, which can be stored in a computer. A conserved bit pattern encoding a collection of specific peptide sequence specificity records; (3) a comparison target, such as a query target; and (4) typically based on computerized similarity values This is a program for juxtaposition and comparison by rank-ordering of comparison results.
[0132]
Characteristics of proteins related to prostate cancer
The prostate cancer proteins of the present invention can be classified as secreted proteins, transmembrane proteins or intracellular proteins. In certain embodiments, the prostate cancer protein is an intracellular protein. Intracellular proteins can be found in the cytoplasm and / or nucleus. Intracellular proteins are involved in all aspects of cellular function and replication, including signal transduction pathways; aberrant expression of such proteins often results in unregulated or unregulated cellular processes (eg, , "Molecular Biology of the Cell" (Alberts, 3rd edition, 1994)). Many intracellular proteins have enzyme activities such as protein kinase activity, protein phosphorylation activity, protease activity, nucleotide cyclase activity, and polymerase activity. Intracellular proteins are also used as docking proteins that are involved in organizing protein complexes or targeting proteins to various subcellular locations and in maintaining the structural integrity of organelles Can do.
[0133]
An increasingly understood concept in protein characterization is the presence of one or more motif proteins to which a defined function contributes. In addition to the highly conserved sequences found in the enzyme domains of proteins, highly conserved sequences are identified in proteins associated with protein-protein interactions. For example, the Src-homology 2 (SH2) domain binds to tyrosine phosphorylated targets in a sequence-dependent manner. A PTB domain, which is distinct from the SH2 domain, also binds to tyrosine phosphorylated targets. The SH3 domain binds to a proline rich target. In addition, only a few named PH domains, tetratricopeptide repeats and WD domains have been shown to mediate protein-protein interactions. Some of these are also associated with binding to phospholipids or other second messengers. As will be appreciated by those skilled in the art, these motifs can be identified on the basis of the primary sequence; thus, analysis of protein sequences can be performed enzymatically for both molecules and / or molecules that can associate with proteins. Can provide insight into sex. One useful database is Pfam (protein family), which is a large collection of hidden Markov models that cover multiple sequence alignments and many common protein domains. Versions are available on the Internet from the University of Washington (St. Louis), the Sanger Center (UK), and the Karolinska Institute (Sweden) (eg, Bateman et al., Nuc. Acids Res., 28: 263-266 (2000); Sonhammer et al., Proteins, 28: 405-420 (1997); Bateman et al., Nuc. Acids Res., 27: 260-262 (1999); Et al., Nuc. Acids Res., 26: 320-322 (1998)).
[0134]
In another embodiment, the prostate cancer sequence is a transmembrane protein. A transmembrane protein is a molecule that spans the phospholipid bilayer of a cell. These have an intracellular domain, an extracellular domain, or both. The intracellular domain of such a protein can have many functions, including those already described for intracellular proteins. For example, the intracellular domain has enzymatic activity and / or can be utilized as a binding site for additional proteins. The intracellular domain of transmembrane proteins often plays both roles. For example, some receptor tyrosine kinases have both protein kinase activity and SH2 domains. In addition, autophosphorylation of the tyrosine receptor molecule itself forms a binding site for proteins that contain additional SH2 domains.
[0135]
A transmembrane protein can comprise one to many transmembrane domains. For example, receptor tyrosine kinases, certain cytokine receptors, receptor guanylyl cyclase and receptor serine / threonine protein kinases contain one transmembrane domain. However, various other proteins including channels and adenylyl cyclase contain multiple transmembrane domains. Many important cell surface receptors, such as G protein-coupled receptors (GPCRs), contain a region that spans seven membranes, so they are classified as “seven transmembrane domains” proteins. The characteristics of the transmembrane domain include approximately 20 consecutive hydrophobic amino acids followed by charged amino acids. Thus, when analyzing the amino acid sequence of a particular protein, the localization and number of transmembrane domains within the protein can be estimated (see, eg, PSORT website, http://psort.nibb.ac.jp/). . Important transmembrane protein receptors are insulin receptor, insulin-like growth factor receptor, human growth hormone receptor, glucose transporter, transferrin receptor, epidermal growth factor receptor, low density lipoprotein receptor, epidermal growth factor Receptors, leptin receptors, interleukin receptors such as, but not limited to, IL-1 receptor, IL-2 receptor and the like.
[0136]
The extracellular domains of transmembrane proteins are diverse; however, conserved motifs are found repeatedly between the various extracellular domains. Conserved structures and / or functions are due to different extracellular motifs. Many extracellular domains are associated with binding to other molecules. In certain aspects, the extracellular domain is found on the receptor. Factors bound to the receptor domain include circulating ligands, which can be small molecules such as peptides, proteins or adenosine. For example, growth factors such as EGF, FGF and PDGF are circulating growth factors that bind to their cognate receptors and initiate various cellular responses. Other factors include cytokines, mitogenic factors, neurotrophic factors and the like. The extracellular domain also binds to molecules associated with the cell. In this respect, they mediate cell-cell interactions. The ligands associated with the cells can be bound to the cells, eg, by glycosyl phosphatidylinositol (GPI) anchors, or they can themselves be transmembrane proteins. The extracellular domain is also associated with the extracellular matrix and contributes to the maintenance of the cell structure.
[0137]
These are particularly preferred in the present invention because transmembrane prostate cancer proteins are readily accessible targets for immunotherapy, as described herein. In addition, as outlined below, transmembrane proteins are also useful in imaging modalities. Antibodies can be used to label such readily accessible proteins in situ. Alternatively, the antibody can label intracellular proteins, in which case the sample typically increases permeability to gain access to the intracellular proteins.
[0138]
It will also be appreciated by those skilled in the art that transmembrane proteins can be made soluble by removing transmembrane sequences, for example, by recombinant methods. Furthermore, the transmembrane protein rendered soluble can be secreted through recombinant means by adding an appropriate signal sequence.
[0139]
In another embodiment, the prostate cancer protein is a secreted protein; its secretion can be either constitutive or regulated. These proteins contain a signal peptide or signal sequence that targets this molecule to the secretory pathway. Secreted proteins are associated with many physiological events; due to their circulating nature, they are utilized for signaling to various other cell types. This secreted protein acts in the autocrine mode (acting on cells secreting the factor), the paracrine mode (acting on cells very close to the cell secreting the factor) or the endocrine mode (acting on distant cells) ). Thus, secreted molecules find use in modulating or altering many physiological aspects. Prostate cancer protein, a secreted protein, is particularly preferred in the present invention because it is used as a good target for diagnostic markers, such as blood, plasma, serum or stool tests.
[0140]
Use of prostate cancer nucleic acid
As mentioned above, prostate cancer sequences are initially identified by substantial nucleic acid and / or amino acid sequence homology or linkage with the prostate cancer sequences outlined herein. Such homology can be based on the overall nucleic acid or amino acid sequence and is generally determined using either a homology program or hybridization conditions, as outlined below. Typically, sequences linked on mRNA are found on the same molecule.
[0141]
The prostate cancer nucleic acid sequences of the present invention, such as the sequences of Tables 1-16, can be relatively large gene fragments, ie, they are nucleic acid segments. “Gene” in this context includes coding regions, non-coding regions, and a mixture of coding and non-coding regions. Thus, as will be appreciated by those skilled in the art, using the sequences provided herein, the sequence extended in either direction of the prostate cancer gene, either a relatively long sequence or a full length sequence is cloned. Can be obtained using techniques well known in the art. See the article by Ausubel et al. (Supra). Many can be done by informatics, and many sequences are clustered to contain multiple sequences corresponding to a single gene, such as a system like UniGene (http: //www.ncbi. nlm.nih.gov/UniGene/see).
[0142]
Once the prostate cancer nucleic acid has been identified, it can be cloned, and if necessary, its constitutive parts are recombined to form the entire prostate cancer nucleic acid coding region or the entire mRNA sequence. Once isolated from its natural source and contained in, for example, a plasmid or other vector, or excised therefrom as a linear nucleic acid segment, the recombinant prostate cancer nucleic acid can be used as a probe, eg, an expanded code. Like the region, it can be further used to identify and isolate other prostate cancer nucleic acids. It can also be used to make modified or variant prostate cancer nucleic acids and proteins as “precursor” nucleic acids.
[0143]
The prostate cancer nucleic acids of the invention are used in several ways. In a first aspect, as outlined below, a nucleic acid probe for prostate cancer nucleic acid is made and attached to a biochip used in screening and diagnostic methods, or for example gene therapy, vaccine and / or anti-antigen Administered for sense use. Alternatively, a prostate cancer nucleic acid comprising a prostate cancer protein coding region can be incorporated into an expression vector for expression of the prostate cancer protein, and for screening purposes or for administration to a patient.
[0144]
In a preferred embodiment, nucleic acid probes (both the nucleic acid sequences outlined in the figure and / or their complements) are made to prostate cancer nucleic acids. The nucleic acid probe bound to the biochip is designed to be substantially complementary to the prostate cancer nucleic acid, ie, the target sequence (eg, either the target sequence of the sample or other probe sequence in a sandwich assay). As a result, hybridization between the target sequence and the probe of the present invention occurs. As outlined below, this need for complementarity is not perfect; even if there are several base pair mismatches that would interfere with hybridization between the target sequence and the single stranded nucleic acid of the invention. Good. However, if the number of mutations is too large, hybridization will not occur even if the hybridization conditions are minimal stringent, and this sequence is not a complementary target sequence. Thus, “substantial complementarity” herein is sufficiently complementary to allow the probe to hybridize to the target sequence under normal reaction conditions, particularly under high stringency conditions, as outlined below. Means sex.
[0145]
The nucleic acid probe is generally single-stranded, but may be partially single-stranded and partially double-stranded. The strand formation of this probe is specified by the structure, composition, and properties of the target sequence. In general, nucleic acid probes range from about 8 to about 100 bases in length, with about 10 to about 80 bases being preferred, and about 30 to about 50 bases being particularly preferred. That is, generally all genes are not used. In some embodiments, very long nucleic acids can be used, ranging up to several hundred bases.
[0146]
In a preferred embodiment, more than one probe per sequence is used, either overlapping probes or probes to different compartments of the target used. That is, 2, 3, 4 or more probes, preferably 3 are used to construct the redundancy of a particular target. These probes can overlap (ie have some sequences in common) or be separated. In some cases, PCR primers can be used to amplify a more sensitive signal.
[0147]
As will be appreciated by those skilled in the art, nucleic acids can be bound or immobilized to a solid support in a wide variety of ways. As used herein, “fixed” and grammatical equivalents refer to the association or binding between a nucleic acid probe and a solid support, and the solid support is a binding, as outlined below, It is sufficient to be stable under the conditions of washing, analysis and removal. This binding can typically be covalent or non-covalent. As used herein, “non-covalent bonds” and grammatical equivalents refer to one or more electrostatic, hydrophilic and hydrophobic interactions. Included in the non-covalent bond is a covalent attachment of the molecule, eg, to a streptavidin support, and a non-covalent bond of a biotinylated probe to streptavidin. As used herein, “covalent bond” and grammatical equivalent means that the two parts of the solid support and the probe are attached by at least one bond, which is a σ bond, a π bond and Includes coordination bonds. Covalent bonds can be formed directly between the probe and the solid support, or specific reactive groups cross-linked or inclusion either on the solid support or on the probe or on both molecules. Can be formed. Immobilization can also involve a combination of covalent and non-covalent interactions.
[0148]
In general, these probes can be attached to the biochip in a wide variety of ways, as will be appreciated by those skilled in the art. As noted herein, nucleic acids may be synthesized first and then attached to the biochip or synthesized directly on the biochip.
[0149]
The biochip includes a suitable solid phase substrate. As used herein, a “substrate” or “solid support” or other grammatical equivalent can be modified to include individual individual sites suitable for attachment or association of nucleic acid probes, at least one It means a material that can be examined based on the detection method of the species. As will be appreciated by those skilled in the art, the number of possible substrates is very large, as well as glass and modified or functionalized glass, plastic (acrylic, polystyrene, and copolymers of styrene and other materials, Polypropylene, polyethylene, polybutylene, polyurethane, TeflonJ, etc.), polysaccharides, nylon or nitrocellulose, resins, silica or silicone and modified silicones, carbon, metals, inorganic glasses, silica-based materials including plastics, etc. However, it is not limited to these. In general, these substrates are optically detectable and do not fluoresce so that they can be recognized. A preferred substrate is US patent application Ser. No. 09 / 270,214, filed Mar. 15, 1999, entitled “Reusable Low Fluorescent Plastic Biochip”. Which is incorporated herein by reference.
[0150]
Generally, the substrate is a flat plate, but other substrate shapes may be used as will be appreciated by those skilled in the art. For example, these probes can be placed on the inner surface of the tube for sample analysis flow-through to minimize sample volume. Similarly, these substrates can be flexible like flexible foam, including closed cells made of certain plastics.
[0151]
In a preferred embodiment, the biochip and probe surfaces can be derivatized with chemical functional groups for these two subsequent attachments. Thus, for example, a biochip can be derivatized with chemical functional groups such as, but not limited to, amino groups, carboxyl groups, oxo groups and thiol groups, with amino groups being particularly preferred. By using these functional groups, the probe is attached using functional groups on the probe. For example, nucleic acids containing amino groups can be attached to surfaces containing amino groups, for example using linkers known in the art; for example, homobifunctional or heterobifunctional linkers are also well known ( (Ref. 1994, Pierce Chemical Catalog, Cross-Linker Technology, pp. 155-200). In addition, in some cases, additional linkers such as alkyl groups (including substituted and heteroalkyl groups) can be used.
[0152]
In this embodiment, the oligonucleotide is synthesized as is known in the art and then attached to the surface of the solid support. As will be appreciated by those skilled in the art, either the 5 'or 3' end may be attached to the solid support or the attachment may be via an internal nucleoside.
[0153]
In another embodiment, immobilization to a solid support is very strong but still non-covalent. For example, biotinylated oligonucleotides can be made that bind to a surface that is covalently coated with streptavidin, resulting in attachment.
[0154]
Alternatively, oligonucleotides can be synthesized on the surface, as is known in the art. For example, photoactivation techniques using photopolymerizable compounds and techniques are used. In a preferred embodiment, these nucleic acids are well known, such as WO 95/25116; WO 95/35505; US Pat. Nos. 5,700,637 and 5,445,934. Can be synthesized in situ using photolithographic techniques; and all references cited therein are expressly incorporated herein by reference; these attachment formation methods are based on the Affimetrix GeneChip ™ technology. That forms the basis of
[0155]
Often, amplification-based assays are performed to measure the level of expression of sequences associated with prostate cancer. These assays are typically performed in combination with reverse transcription. In such assays, nucleic acid sequences associated with prostate cancer serve as templates in amplification reactions (eg, polymerase chain reaction, or PCR). In quantitative amplification, the amount of amplification product appears to be proportional to the amount of template in the original sample. Comparison with the appropriate control provides a measure of the amount of RNA associated with prostate cancer. Methods of quantitative amplification are well known to those skilled in the art. See, for example, Innis et al., “PCR Protocols, A Guide to Methods and Applications” (1990), for detailed protocols for quantitative PCR.
[0156]
In some embodiments, TaqMan based assays are used to measure expression. TaqMan-based assays use fluorescent oligonucleotide probes that contain a fluorescent dye on the 5 'side and a quencher on the 3' side. This probe hybridizes to the PCR product but cannot itself extend due to the blocking agent at the 3 'end. If the PCR product is amplified in a continuous cycle, the 5 'nuclease activity of the polymerase, eg AmpliTaq, results in cleavage of the TaqMan probe. This cleavage separates the 5 'fluorescent dye and the 3' quencher, thereby resulting in an increase in fluorescence as a function of amplification (eg, literature provided by Perkin-Elmer, www2.perkin-elmer). .Com).
[0157]
Other suitable amplification methods include ligase chain reaction (LCR) (Wu and Wallace, Genomics 4: 560 (1989), Landegren et al., Science 241: 1077 (1988), and Barringer et al., Gene 89: 117 ( 1990)), transcription amplification (Kwoh et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 86: 1173 (1989)), self-sustaining sequence replication (Guatelli et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 87: 1874 ( 1990)), dot PCR, linker adapter PCR, and the like, but are not limited thereto.
[0158]
Expression of prostate cancer protein from nucleic acids
In a preferred embodiment, a prostate cancer nucleic acid encoding, for example, a prostate cancer protein is used to generate various expression vectors for expression of the prostate cancer protein and subsequent use in screening assays, as described below. Expression vectors and recombinant DNA techniques are well known to those skilled in the art (see, eg, Ausubel, supra, and “Gene Expression Systems” (Fernandez and Hoeffler, 1999)) and express proteins. Can be used for. Expression vectors can be either self-replicating extrachromosomal vectors or vectors that integrate into the host genome. In general, these expression vectors comprise transcriptional and translational regulatory nucleic acids operably linked to nucleic acid encoding prostate cancer protein. The term “control sequence” refers to a DNA sequence that is used to express a coding sequence operably linked in a particular host organism. The control sequences that are suitable for prokaryotes, for example, include a promoter, optionally an operator sequence, and a ribosome binding site. Eukaryotic cells are known to utilize promoters, polyadenylation signals, and enhancers.
[0159]
A nucleic acid is “operably linked” when it is placed into a functional relationship with another nucleic acid sequence. For example, a DNA for a presequence or secretion leader is operably linked to the DNA of the polypeptide if it is expressed as a preprotein that participates in the secretion of the polypeptide; a promoter or enhancer can transcribe the sequence. Is operably linked to the coding sequence; or the ribosome binding site is operably linked to the coding sequence if it is positioned to facilitate translation. In general, “operably linked” means that the linked DNA sequences are contiguous, as well as in the reading phase in the case of a secretory leader. However, enhancers do not have to be contiguous. Ligation is typically accomplished by convenient ligation of restriction sites. If such sites do not exist, synthetic oligonucleotide adapters or linkers are used in accordance with normal practice. Transcriptional and translational regulatory nucleic acids are generally suitable for host cells used to express prostate cancer proteins. Many types of suitable expression vectors, and suitable regulatory sequences are known in the art for a variety of host cells.
[0160]
In general, transcriptional and translational regulatory sequences can include, but are not limited to, promoter sequences, ribosome binding sites, transcriptional start and stop sequences, translational start and stop sequences, and enhancer or activator sequences. In a preferred embodiment, the regulatory sequences include a promoter and transcription start and stop sequences.
[0161]
A promoter sequence encodes either a constitutive or inducible promoter. These promoters are either natural promoters or hybrid promoters. Hybrid promoters combine more than one promoter element, which are also known in the art and useful in the present invention.
[0162]
In addition, the expression vector can include additional elements. For example, an expression vector may have two replication systems and is therefore maintained in two organisms, such as in mammalian or insect cells for expression and in a prokaryotic host for cloning and amplification. Can. Furthermore, in order to incorporate an expression vector, the expression vector has at least one sequence homology to the host cell genome and preferably has two homologous sequences flanking the expression construct. The integrating vector can be directed to a specific locus in the host cell by selection of appropriate homologous sequences for inclusion within the vector. Constructs for vector integration are well known in the art (eg, Fernandez and Hoeffler, supra).
[0163]
In addition, in a preferred embodiment, the expression vector contains a selectable marker gene that allows selection of transformed host cells. Selection genes are well known in the art and will vary with the host cell used.
[0164]
The prostate cancer protein of the present invention is obtained by culturing host cells transformed with an expression vector containing a nucleic acid encoding prostate cancer protein under conditions suitable for inducing or inducing expression of the prostate cancer protein. Created. Suitable conditions for prostate cancer protein expression will vary with the choice of the expression vector and the host cell, and those skilled in the art will readily ascertain this through routine experimentation or optimization. For example, the use of constitutive promoters in expression vectors is necessary to optimize host cell growth and proliferation, while the use of inducible promoters requires appropriate growth conditions for induction. . In addition, in some embodiments, the timing of recovery is important. For example, the baculovirus system used for insect cell expression is a lytic virus so that the choice of harvest time is critical to product yield.
[0165]
Suitable host cells are yeast, bacteria, archaea, fungi, and insect and animal cells, including mammalian cells. Of particular interest are Saccharomyces cerevisiae and other yeasts, E. coli, Bacillus subtilis, Sf9 cells, C129 cells, 293 cells, Neurospora, BHK, CHO, CO, HUVEC (human umbilical vein epithelial cells), THP1 cells (macrophage cell lines) and various other human cells and cell lines.
[0166]
In a preferred embodiment, the prostate cancer protein is expressed in mammalian cells. Mammalian expression systems are also known in the art and include retroviral and adenoviral systems. One expression vector system is a retroviral vector system, as generally disclosed in PCT / US97 / 01019 and PCT / US97 / 01048, both of which are hereby expressly incorporated by reference. In particular, a promoter derived from a mammalian viral gene is used as a mammalian promoter because the viral gene is often highly expressed and has a wide host region. Examples are the SV40 early promoter, mouse mammary tumor virus LTR promoter, adenovirus major late promoter, herpes simplex virus promoter, and CMV promoter (see, eg, Fernandez and Hoeffler, supra). Typically, transcription termination and polyadenylation sequences recognized by mammalian cells are regulatory regions located 3 'to translate stop codons and thus flanking the coding sequence along with the promoter element. ing. Examples of transcription terminator signals and polyadenylation signals include those derived from SV40.
[0167]
Methods for introducing exogenous nucleic acid into mammalian hosts in addition to mammalian hosts are well known in the art and will vary with the host cell used. The technology includes dextran-mediated transfection, calcium phosphate precipitation, polybrene-mediated transfection, protoplast fusion, electroporation, viral infection, encapsulation of polynucleotides in liposomes, and direct microinjection of DNA into the nucleus. Including.
[0168]
In a preferred embodiment, the prostate cancer protein is expressed in a bacterial system. Bacterial expression systems are well known in the art. Bacteriophage derived promoters are also used and are known in the art. In addition, synthetic promoters and hybrid promoters are also useful; for example, the tac promoter is a hybrid of trp and lac promoter sequences. Furthermore, bacterial promoters can include native promoters that are not of bacterial origin and have the ability to bind bacterial RNA polymerase and initiate transcription. In addition to a functional promoter sequence, an efficient ribosome binding site is desirable. This expression vector also contains a signal peptide sequence that provides for secretion of prostate cancer protein in bacteria. This protein is secreted into the growth medium (Gram positive bacteria) or into the periplasmic space located between the inner and outer membranes of the cells (Gram negative bacteria). Bacterial expression vectors can further include a selectable marker gene that allows selection of transformed bacterial species. Suitable selection genes include genes that confer bacterial resistance to drugs such as ampicillin, chloramphenicol, erythromycin, kanamycin, neomycin and tetracycline. Selectable markers further include biosynthetic genes, such as those in the histidine, tryptophan and leucine biosynthetic pathways. These components are assembled into an expression vector. Bacterial expression vectors are well known in the art and include Bacillus subtilis, E. coli, Streptococcus cremoris, Streptococcus lividans, etc. (see, for example, Fernandez and Hoeffer, supra). Bacterial expression vectors are transformed into bacterial host cells using techniques well known in the art such as calcium chloride treatment, electroporation and the like.
[0169]
In certain embodiments, prostate cancer proteins are produced in insect cells. Expression vectors for insect cell transformation, particularly baculovirus-based expression vectors, are well known in the art.
[0170]
In a preferred embodiment, the prostate cancer protein is produced in yeast cells. Yeast expression systems are well known in the art and include Saccharomyces cerevisiae, Candida albicans and C. cerevisiae. C. maltosa, Hansenula polymorpha, Kluyveromyces fragilis and K. et al. K. lactis, Pichia gulerimimonii and P. lactis. Including expression vectors for P. pastoris, Schizosaccharomyces pombe, and Yarrowia lipolytica.
[0171]
Prostate cancer protein can also be produced as a fusion protein using techniques well known in the art. Thus, for example, for production of monoclonal antibodies, if the desired epitope is small, this prostate cancer protein is fused to a carrier protein to form an immunogen. Alternatively, prostate cancer protein is made as a fusion protein for increased expression or for other reasons. For example, if the prostate cancer protein is a prostate cancer peptide, the nucleic acid encoding this peptide can be linked to other nucleic acids for expression purposes.
[0172]
In a preferred embodiment, the prostate cancer protein is purified or isolated after expression. Prostate cancer protein is isolated or purified in various ways known to those skilled in the art, depending on the other components present in the sample. Standard purification methods include electrophoretic, molecular, immunological and chromatographic techniques, including ion exchange, hydrophobicity, affinity, and reverse phase HPLC chromatography, and isoelectric focusing. For example, prostate cancer protein can be purified using a standard anti-prostate cancer protein antibody column. In conjunction with protein concentration, ultrafiltration and diafiltration techniques are also useful. For general guidance on suitable purification techniques, see “Protein Purification” (Scope) by Scopes. The degree of purification required will vary depending on the use of the prostate cancer protein. In some cases, purification may not be necessary.
[0173]
Once expressed and purified as needed, the prostate cancer proteins and nucleic acids are useful in many applications. These are useful as immunoselective reagents, vaccine reagents, screening agents and the like.
[0174]
Prostate cancer protein variants
In certain embodiments, the prostate cancer protein is a derivative or variant prostate cancer protein relative to the wild type sequence. That is, as will be described in detail below, derivative prostate cancer peptides often contain at least one amino acid substitution, deletion or insertion, with amino acid substitutions being particularly preferred. Amino acid substitutions, insertions or deletions can occur at any residue within the prostate cancer peptide.
[0175]
Further included in one embodiment of the prostate cancer protein of the present invention are amino acid sequence variants. These variants typically fall into one or more of three classes: substitutional variants, insertion variants or deletion variants. These variants are usually prepared by site directed mutagenesis of nucleotides of DNA encoding prostate cancer protein using cassette or PCR mutagenesis or other techniques well known in the art. And is then expressed in recombinant cell culture as described above. However, variant prostate cancer protein fragments having up to about 100-150 residues can be prepared by in vitro synthesis using established techniques. Amino acid sequence variants can be characterized by the predetermined nature of the variant, the ability to set them apart from the natural allele, or interspecies variation of the prostate cancer protein amino acid sequence. These variants typically exhibit the same nature of biological activity as the natural analog, but variants with modified characteristics as outlined in more detail below can also be selected.
[0176]
While the position or region for introducing an amino acid sequence variation is predetermined, the mutation itself need not be predetermined. For example, to optimize the performance of mutations at a given position, random mutagenesis can be performed at the target codon or region and the expressed prostate cancer variants screened for the optimal combination of desired activities. it can. Techniques for making substitution mutations at predetermined positions in DNA of known sequence are well known, and examples include M13 primer mutagenesis and PCR mutagenesis. Screening for these variants is performed using prostate cancer protein activity assays.
[0177]
Amino acid substitutions are typically for a single residue; insertions are usually made with about 1 to 20 digits of amino acids, but can withstand fairly large insertions. Deletions range from about 1 to about 20 residues, but in some cases may be larger deletions.
[0178]
Substitutions, deletions, insertions or any combination thereof can be used to arrive at the final derivative. In general, these changes are made in a few amino acids to minimize molecular alterations. However, relatively large changes can be tolerated in certain situations. Where minor changes in prostate cancer protein characteristics are desired, it is done according to the amino acid substitution relationships as described in the definition section.
[0179]
These variants typically display the same nature of biological activity as the natural analog and elicit the same immune response, but the variant is also chosen to modify the characteristics of the required prostate cancer protein Is done. Alternatively, this variant may be designed such that the biological activity of the prostate cancer protein is altered. For example, glycosylation sites can be altered and removed.
[0180]
Substantial changes in functional or immunological identity can be made by selecting substitutions that are less conserved than those previously described. For example, substitutions can be made that significantly affect the following: the structure of the polypeptide backbone of the modified moiety, eg, the α helix or β sheet structure; the charge or hydrophobicity of the molecule at the target site; or , Side chain bulk. In general, substitutions that are expected to result in the greatest change in the properties of the polypeptide are: (a) a hydrophilic residue such as seryl or threonyl is a hydrophobic residue such as leucyl, isoleucyl, phenylalanyl, valyl, or Being substituted by (by) alanyl; (b) cysteine or proline being substituted by (by) any other residue; (c) a residue having a positively charged side chain, eg Lysyl, arginyl or histidyl is substituted by (for) a residue having a negatively charged side chain, such as glutamyl or aspartyl; or (d) a residue having a bulky side chain, such as phenylalanine is It is to be substituted for (for) something without a chain, for example glycine.
[0181]
Covalent modifications of prostate cancer polypeptides are included within the scope of the present invention. One type of covalent modification is an organic in which a targeted amino acid residue of a prostate cancer polypeptide is capable of reacting with a selected side chain or N-terminal or C-terminal residue of the prostate cancer polypeptide. Reacting with a derivatizing agent. Derivatization with a bifunctional reagent can be performed on a water-soluble support matrix or surface of a prostate cancer polypeptide, for example, for use in a purification or screening assay for anti-prostate cancer polypeptide antibodies, as described in more detail below. It is useful for cross-linking. Commonly used crosslinking agents are, for example, 1,1-bis (diazoacetyl) -2-phenylethane, glutaraldehyde, N-hydroxysuccinimide esters such as esters with 4-azidosalicylic acid such as 3,3′-dithiobis. Homobifunctional imide esters, including disuccinimidyl esters such as (succinimidyl propionate), bifunctional maleimides such as bis-N-maleimide-1,8-octane, and methyl-3- ( Reagents such as (p-azidophenyl) dithio) propioimidate are included.
[0182]
Other modifications include deamidation of glutaminyl and asparaginyl residues to the corresponding glutamyl and aspartyl residues, hydroxylation of proline and lysine, phosphorylation of the hydroxyl group of seryl, threonyl or tyrosyl residues, lysine, arginine and Methylation of amino groups of histidine side chains (Creighton, “Proteins: Structure and Molecular Properties” 79-86 (1983)), N-terminal amine acetylation, and C-terminal carboxyl group Includes amidation.
[0183]
Another type of covalent modification of prostate cancer polypeptide within the scope of the present invention involves altering the natural glycosylation pattern of the polypeptide. A “natural glycosylation pattern alteration” is for purposes herein a deletion of one or more sugar moieties found in a native sequence prostate cancer polypeptide and / or a native sequence prostate. It is intended to mean the addition of one or more glycosylation sites that are not present in a cancer polypeptide. The glycosylation pattern can be altered in many ways. For example, the use of different cell types to express sequences associated with prostate cancer can result in different glycosylation patterns.
[0184]
Addition of glycosylation sites on prostate cancer polypeptides can also be achieved by altering their amino acid sequence. This alteration can be made, for example, by the addition or substitution of a native sequence prostate cancer polypeptide with one or more serine or threonine residues (O-linked glycosylation sites). This prostate cancer amino acid sequence can be arbitrarily altered by changing the DNA level, in particular by mutation of the DNA encoding the prostate cancer polypeptide at a preselected base, resulting in translation into the desired amino acid. Codons are created.
[0185]
Another means of increasing the number of sugar moieties on the prostate cancer polypeptide is by chemical or enzymatic coupling of glycosides to the polypeptide. Such methods have been described in the art, for example, WO 87/05330, and Aprin and Wriston papers (CRC Crit. Rev. Biochem., 259-306 (1981). )).
[0186]
Removal of the sugar moiety present in a prostate cancer polypeptide can be accomplished by chemical or enzymatic or mutational substitution of codons encoding amino acid residues that serve as targets for glycosylation. Chemical deglycosylation techniques are known in the art and are described in, for example, Hakimudin et al., Arch. Biochem. Biophys. 259: 52 (1987) and Edge et al., Anal. Biochem. 118: 131 (1981). Enzymatic cleavage of the sugar moiety on the polypeptide is described by Totakara et al., Meth. Enzymol. 138: 350 (1987) and can be achieved by the use of various endoglycosidases and exoglycosidases.
[0187]
Another type of covalent modification of prostate cancer is described in US Pat. Nos. 4,640,835; 4,496,689; 4,301,144; 4,670,417; The prostate cancer polypeptide is linked to one of various non-proteinaceous polymers, such as polyethylene glycol, polypropylene glycol or polyoxyalkylene, in a manner as disclosed in 791,192 or 4,179,337. Including that.
[0188]
The prostate cancer polypeptides of the invention can also be modified by methods that form chimeric molecules comprising prostate cancer polypeptides fused to another heterologous polypeptide or amino acid sequence. In certain embodiments, such a chimeric molecule comprises a fusion of a prostate cancer polypeptide with a tag polypeptide that provides an epitope to which an anti-tag antibody can selectively bind. This epitope tag is generally located at the amino terminus or carboxyl terminus of the prostate cancer polypeptide. The presence of such epitope-tagged forms of prostate cancer polypeptide can be detected using an antibody against the tag polypeptide. In addition, the supply of epitope tags can allow prostate cancer polypeptides to be readily purified by affinity purification using anti-tag antibodies or by an affinity matrix that binds to another type of epitope tag. In another embodiment, the chimeric molecule may also comprise a fusion of an prostate cancer polypeptide with an immunoglobulin or a specific region of an immunoglobulin. For the bivalent form of the chimeric molecule, such a fusion is the Fc region of an IgG molecule.
[0189]
Various tag polypeptides and their respective antibodies are well known in the art. Examples include poly-histidine (poly-his) or poly-histidine glycine (poly-his-gly) tags; HIS6 and metal chelate tags, flu HA tag polypeptides and their antibodies 12CA5 (Field et al., Mol. Cell Biol., 8 : 2159-2165 (1988)); c-myc tags and their 8F9, 3C7, 6E10, G4, B7 and 9E10 antibodies (Evan et al., Molecular and Cellular Biology, 5: 3610-3616 (1985)); and simple Herpesvirus glycoprotein D (gD) tag and its antibody (Paborsky et al., Protein Engineering, 3 (6): 547-553 (1990)). Another tag polypeptide is the Flag peptide (Hopp et al., BioTechnology, 6: 1204-1210 (1988)); KT3 epitope peptide (Martin et al., Science, 255: 192-194 (1992)); Tubulin epitope peptide (Skinner J. Biol. Chem., 266: 15163-15166 (1991)); and the T7 gene 10 protein peptide tag (Lutz-Freyermuth et al., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 87: 6393-6397 (1990). )).
[0190]
Other included are other prostate cancer proteins of the prostate cancer family, and other biological prostate cancer proteins, which are cloned and expressed as outlined below. Thus, probes or degenerate polymerase chain reaction (PCR) primer sequences can be used to find other related prostate cancer proteins from humans or other organisms. As will be appreciated by those skilled in the art, particularly useful probe and / or PCR primer sequences include unique regions of prostate cancer nucleic acid sequences. As is generally known in the art, preferred PCR primers are from about 15 to about 35 nucleotides in length, preferably from about 20 to about 30 and can optionally include inosine. The conditions for the PCR reaction are well known in the art (eg, Innis, PCR protocol, supra).
[0191]
Antibodies against prostate cancer proteins
In a preferred embodiment, when a prostate cancer protein is used for antibody production, such as for immunotherapy or immunodiagnosis, the prostate cancer protein must share at least one epitope or determinant with the full-length protein. . By “epitope” or “determinant” herein is meant a portion of a protein that will typically produce and / or bind to an antibody or T cell receptor in association with MHC. Thus, in most cases, antibodies raised against relatively small prostate cancer proteins will be able to bind to full-length proteins, particularly linear epitopes. In a preferred embodiment, the epitope is unique; that is, antibodies made to the unique epitope show little or no cross-reactivity.
[0192]
Methods for preparing polyclonal antibodies are known to those skilled in the art (eg, Coligan, supra; and Harlow and Lane, supra). Polyclonal antibodies can be raised in a mammal, for example, by one or more injections of an immunizing agent and, if desired, an adjuvant. Typically, the immunizing agent and / or adjuvant will be injected into the mammal by multiple subcutaneous or intraperitoneal injections. The immunizing agent can comprise a protein encoded by the illustrated nucleic acids or fragments thereof or fusion proteins thereof. This is useful in conjugating immunizers to proteins that are known to be immunogenic in immunized mammals. Examples of such immunogenic proteins include, but are not limited to, keyhole limpet hemocyanin, serum albumin, bovine thyroglobulin, and soybean trypsin inhibitor. Examples of adjuvants that can be used include Freund's complete adjuvant and MPL-TDM adjuvant (monophosphoryl lipid A, synthetic trehalose dicorynomycolate). The immunization protocol is selected without undue experimentation by those skilled in the art.
[0193]
Alternatively, the antibody can be a monoclonal antibody. Monoclonal antibodies can be prepared using hybridoma methods, such as those described in Kohler and Milstein, Nature, 256: 495 (1975). In a hybridoma method, a mouse, hamster or other suitable host animal is typically immunized with an immunizer and produces or produces an antibody that specifically binds to the immunizer. Can induce lymphocytes. Alternatively, these lymphocytes are immunized in vitro. This immunizing agent will typically comprise a polypeptide encoded by the nucleic acids of Tables 1-16 and fragments thereof, or a fusion protein thereof. In general, either peripheral blood lymphocytes ("PBL") are used when cells of human origin are desired, or splenocytes or lymph node cells are used when non-human mammalian origin is desired. The lymphocytes are then fused to an immortalized cell line using a suitable fusing agent such as polyethylene glycol to form hybridoma cells (Goding, “Monoclonal Antibodies: Principles and Practices”). ", Pp. 59-103 (1986)). Immortalized cell lines are usually transformed mammalian cells, particularly myeloma cells of rodent, bovine and human origin. Usually, rat or mouse myeloma cell lines are used. The hybridoma cells can be cultured in a suitable culture medium that preferably contains one or more substances that inhibit the growth or survival of immortalized cells that are not fused. For example, if the parent cell is deficient in the enzyme hypoxanthine guanine phosphoribosyltransferase (HGPRT or HPRT), the culture medium for this hybridoma typically contains hypoxanthine, aminopterin and thymidine (“HAT medium”). “), These substances will interfere with the growth of HGPRT-deficient cells.
[0194]
In certain embodiments, the antibody is a bispecific antibody. Bispecific antibodies are monoclonal, preferably human or humanized, antibodies that have binding specificities for at least two different antigens or that have binding specificities for two epitopes on the same antigen. is there. In certain embodiments, one of the binding specificities relates to a protein encoded by the nucleic acids of Tables 1-16 or fragments thereof, and another relates to any other antigen, and preferably a cell-surface protein or For receptors or receptor subunits, preferably tumor specific. Alternatively, tetramer-type techniques can create multivalent reagents.
[0195]
In a preferred embodiment, an antibody against prostate cancer protein can reduce or eliminate the biological function of prostate cancer protein, as described below. That is, the addition of anti-prostate cancer protein antibodies (either polyclonal or preferably monoclonal) to prostate cancer tissue (or cells containing prostate cancer) can reduce or eliminate prostate cancer. In general, a reduction of at least 25% in activity, growth, size, etc. is preferred, at least about 50% is particularly preferred, and a reduction of about 95-100% is particularly preferred.
[0196]
In a preferred embodiment, the antibody to prostate cancer protein is a humanized antibody (eg, Xenelex Biosciences, Mederex, Abgenix, Protein Design Labs). Humanized forms of non-human (eg murine) antibodies are immunoglobulins, immunoglobulin chains or fragments thereof (eg Fv, Fab, Fab ′, F (ab ′) 2 or It is a chimeric molecule of an antigen-binding partial sequence of another antibody. Humanized antibodies are derived from non-human species (donor antibodies) such as mice, rats or rabbits in which residues from the complementarity determining regions (CDRs) of the recipient have the desired specificity, affinity and capacity. Includes human immunoglobulins (recipient antibodies), such as those exchanged for residues from the CDRs. In some cases, Fv framework residues of the human immunoglobulin are replaced by corresponding non-human residues. Humanized antibodies can contain residues that are found neither in the recipient antibody nor in the imported CDR or framework sequences. Generally, a humanized antibody comprises substantially all of at least one, and typically two variable domains, wherein all or substantially all of the CDR regions correspond to those of a non-human immunoglobulin. And all or substantially all framework (FR) regions are of human immunoglobulin consensus sequence. Humanized antibodies will most suitably contain at least a portion of an immunoglobulin constant region (Fc), typically that of a human immunoglobulin (Jones et al., Nature, 321: 522-525 (1986). Riechmann et al., Nature, 332: 323-329 (1988); and Presta, Curr. Op. Struct. Biol., 2: 593-596 (1992)). Humanization can be performed essentially according to the method of Winter and colleagues, replacing the rodent CDR or CDR sequence with the sequence of the corresponding human antibody (Jones et al., Nature, 321: 522-525 ( 1986); Riechmann et al., Nature, 332: 323-327 (1988); Verhoeyen et al., Science, 239: 1534-1536 (1988)). Accordingly, such humanized antibodies are chimeric antibodies (US Pat. No. 4,816,567), wherein substantially less than fully human variable domains are replaced with sequences from the corresponding non-human species. The
[0197]
Human antibodies can also be produced using various techniques known in the art, including phage display libraries (Hoogenboom and Winter, J. Mol. Biol., 227: 381 (1991); Marks et al., J. Mol. Biol., 222: 581 (1991)). The techniques of Cole et al. And Boerner et al. Are also available for the preparation of human monoclonal antibodies (Cole et al., “Monoclonal Antibodies and Cancer Therapy”, page 77 and Boerner et al., J. Immunol. 147 ( 1): 86-95 (1991)). Similarly, human antibodies can be generated by introduction of human immunoglobulin loci into transgenic animals, such as mice in which endogenous immunoglobulin genes are partially or completely inactivated. Upon challenge, human antibody production is observed, which is very similar to that observed in humans in all respects, including gene rearrangement, assembly and antibody repertoire. This method is described, for example, in US Pat. Nos. 5,545,807; 5,545,806; 5,569,825; 5,625,126; 5,633,425; 661,016, and the following scientific publications: Marks et al., Bio / Technology, 10: 779-783 (1992); Lonberg et al., Nature, 368: 856-859 (1994); Morrison ( Morrison, Nature, 368: 812-13 (1994); Fishwild et al., Nature Biotechnology, 14: 845-51 (1996); Neuberger, Nature, Biotechnology, 14: 826 (1996); Ron Lonberg and Huszar, Intern. Rev. Immunol. 13: 65-93 (1995).
[0198]
Immunotherapy refers to the treatment of prostate cancer with antibodies raised against prostate cancer protein. The immunotherapy used herein can be passive or active. As defined herein, passive immunotherapy passively transfers antibodies to a recipient (patient). Active immunization is the induction of antibody and / or T cell responses in a recipient (patient). Induction of the immune response is the result of providing a recipient with the antigen against which the antibody was raised. As will be appreciated by those skilled in the art, this antigen may be an antigen expression of a nucleic acid capable of expressing the antigen with the recipient, or injection of a polypeptide against which it is desired that antibodies be raised in the recipient. Can be provided by contact under conditions for leading to an immune response.
[0199]
In a preferred embodiment, the prostate cancer protein against which antibodies are raised is a secreted protein as described above. Although there is no theoretical support, the antibody used for therapy binds to the secreted protein and prevents it from binding to the receptor, thereby inactivating the secreted prostate cancer protein.
[0200]
In another preferred embodiment, the prostate cancer protein against which antibodies are raised is a transmembrane protein. Although not theoretically supported, antibodies used in therapy bind to the extracellular domain of prostate cancer protein, preventing it from binding to other proteins such as circulating ligands or cells-related molecules. This antibody can cause downregulation of the transmembrane prostate cancer protein. As will be appreciated by those skilled in the art, this antibody is a competitive, non-competitive or uncompetitive inhibitor of a protein that binds to the extracellular domain of prostate cancer protein. This antibody is also an antagonist of prostate cancer protein. Furthermore, this antibody prevents activation of the transmembrane prostate cancer protein. In certain aspects, the antibody interferes with cell growth if the antibody interferes with the binding of other molecules to the prostate cancer protein. This antibody may be a cytotoxic agent, including but not limited to TNF-α, TNF-β, IL-1, INF-γ and IL-2, or 5FU, vinblastine, actinomycin D, cisplatin It can also be used to target or sensitize cells to chemotherapeutic agents such as methotrexate. In some cases, the antibody belongs to a subtype that activates serum complement when complexed with a transmembrane protein, thereby mediating cytotoxicity or antigen-dependent cytotoxicity (ADCC). Accordingly, prostate cancer is treated by administering to the patient an antibody against a transmembrane prostate cancer protein. Antibody labeling provides a means to activate co-toxin, localize the toxin payload, or otherwise remove cells locally.
[0201]
In another preferred embodiment, the antibody is conjugated to an effector moiety. The effector moiety can be a number of molecules, including a labeling site such as a radiolabel or a fluorescent label, and can be a therapeutic moiety. In certain aspects, the therapeutic moiety is a small molecule that modulates the activity of prostate cancer protein. In another aspect, the therapeutic moiety modulates the activity of molecules associated with or in close proximity to prostate cancer proteins. This therapeutic moiety can inhibit enzyme activity such as protease or collagenase or protein kinase activity associated with prostate cancer.
[0202]
In preferred embodiments, the therapeutic moiety can also be a cytotoxic agent. In this method, targeting of cytotoxic agents to prostate cancer tissue or cells reduces the number of affected cells, thereby reducing symptoms associated with prostate cancer. Cytotoxic agents are numerous, variable, and include, but are not limited to, cytotoxic drugs or toxins or active fragments of such toxins. Suitable toxins and their corresponding fragments include diphtheria A chain, exotoxin A chain, ricin A chain, abrin A chain, curcin, crotin, phenomycin, enomycin and the like. Cytotoxic agents also include radiochemicals made by conjugating radioisotopes to antibodies raised against prostate cancer proteins, or by conjugation with a chelating agent covalently bound to the radionuclide antibody. Targeting a therapeutic moiety to a transmembrane prostate cancer protein not only increases the local concentration of the therapeutic moiety in the area affected by prostate cancer, but also reduces adverse side effects that may be associated with the therapeutic moiety Also useful.
[0203]
In another preferred embodiment, the prostate cancer protein against which antibodies are raised is an intracellular protein. In this case, the antibody may be conjugated to a protein that promotes entry into the cell. In some cases, the antibody enters the cell by endocytosis. In another embodiment, a nucleic acid encoding the antibody is administered to the individual or cell. Furthermore, if the prostate cancer protein is targeted intracellularly, i.e. in the nucleus, the antibody additionally comprises a target localization signal, i.e. a nuclear localization signal.
[0204]
The prostate cancer antibody of the present invention specifically binds to prostate cancer protein. As used herein, “specific binding” refers to KdMeans that the antibody binds to the protein at least about 0.1 mM, more typically at least about 1 μM, preferably at least about 0.1 μM or more, or most preferably 0.01 μM or more. Bond selectivity is also important.
[0205]
Detection of prostate cancer sequences for diagnostic and therapeutic applications
In certain aspects, the RNA expression level of the gene is determined for different cellular states of the prostate cancer phenotype. Expression levels of genes are evaluated and expressed in normal tissue (ie, not prostate cancer) and prostate cancer tissue (and possibly for the varying severity of prostate cancer associated with prognosis as outlined below) Provide a profile. The expression profile of a particular cell state or point of development is essentially a “fingerprint” of that state. While the two states have specific genes expressed as well, the evaluation of many genes allows the creation of gene expression profiles that simultaneously reflect the state of the cells. By comparing the expression profiles of cells in different states, information about which genes are important in each of these states (including both up- and down-regulation of genes) is obtained. A determination is then made whether a diagnosis is made or whether the tissue sample has a gene expression profile of normal or cancerous tissue. This will provide molecular diagnosis of the relevant condition.
[0206]
As used herein, “differential expression” or grammatical equivalent means a qualitative or quantitative difference in temporal and / or cellular gene expression patterns within and between cells and tissues. . Thus, a differentially expressed gene can have its expression altered qualitatively, including activation or deactivation, for example, in normal versus prostate cancer tissue. A gene may be activated or stopped in a particular state compared to another state, thus allowing a comparison of two or more states. A qualitatively regulated gene will exhibit an expression pattern in a state or cell type detectable by standard techniques. Some genes are expressed in one state or cell type, but not in both. Alternatively, the difference in expression is quantitative, for example, in that expression increases or decreases; that is, gene expression is up-regulated, resulting in increased amounts of transcript or down-regulated, decreased amounts of transcript. Produce. The degree of expression differs to the standard described in detail below, such as the Affymetrix GeneChip ™ expression array (Lockhart, Nature Biotechnology, 14: 1675-1680 (1996), which is expressly incorporated by reference). It is only necessary to be large enough to be quantified by the characterization technique. Other techniques include, but are not limited to, quantitative reverse transcriptase PCR, Northern analysis, and RNase protection. As outlined above, a preferred change in expression (ie, upregulation or downregulation) is at least about 50%, more preferably at least about 100%, more preferably at least about 150%, more preferably at least about 200%. With 300 to at least 1000% being particularly preferred.
[0207]
Evaluation can be done on the gene transcript or protein level. The amount of gene expression can be monitored using nucleic acid probes to the DNA or RNA equivalent of the gene transcript, or quantification of gene expression levels, or the final gene product itself (protein), eg, prostate It can be monitored by antibodies to cancer proteins and other techniques including standard immunoassay methods (such as ELISA) or mass spectrometry assays, 2D gel electrophoresis assays, and the like. Proteins corresponding to prostate cancer genes, ie those identified as important in the prostate cancer phenotype, can be evaluated in prostate cancer diagnostic tests.
[0208]
In a preferred embodiment, gene expression monitoring is performed on many genes simultaneously. In addition, multiple protein expression can be monitored. Similarly, these assays can be performed on an individual basis.
[0209]
In this embodiment, a prostate cancer nucleic acid probe is attached to the biochip outlined herein for detection and quantification of prostate cancer sequences in specific cells. This assay is further described in the examples below. PCR techniques can be used to provide better sensitivity.
[0210]
In a preferred embodiment, a nucleic acid encoding prostate cancer protein is detected. Although DNA or RNA encoding prostate cancer protein can be detected, of particular interest is the method by which mRNA encoding prostate cancer protein is detected. Probes that detect mRNA are nucleotide / deoxynucleotide probes that are complementary to and hybridize to mRNA, and include, but are not limited to, oligonucleotides, cDNA or RNA. The probe may also include a detectable label, as defined herein. In some methods, mRNA is detected after the test nucleic acid is immobilized on a solid support, such as a nylon membrane, and the probe is hybridized to the sample. After washing away non-specifically bound probe, this label is detected. In the alternative, the detection of mRNA is performed in situ. In this method, the permeabilized cell or tissue sample is contacted with a detectable labeled nucleic acid probe for a time sufficient for the probe to hybridize to the target mRNA. After washing away non-specifically bound probe, the label is detected. For example, a digoxigenin-labeled riboprobe (RNA probe) that is complementary to mRNA encoding prostate cancer protein binds digoxigenin to an anti-digoxigenin secondary antibody, as well as nitroblue tetrazolium and 5-bromo-4- Detected by coloration with chloro-3-indoyl phosphate.
[0211]
In a preferred embodiment, various proteins from the three classes of proteins described herein (secreted, transmembrane or intracellular proteins) can be used in diagnostic assays. Cells containing prostate cancer proteins, antibodies, nucleic acids, modified proteins and prostate cancer sequences are used in diagnostic assays. This can be done at the individual gene or corresponding polypeptide level. In preferred embodiments, expression profiles are used, preferably in combination with high throughput screening techniques that allow for monitoring of expression profile genes and / or corresponding polypeptides.
[0212]
As described and defined herein, prostate cancer proteins, including intracellular, transmembrane or secreted proteins, have found use as markers for prostate cancer. Detection of these proteins in tissues expected to be prostate cancer allows detection or diagnosis of prostate cancer. In certain embodiments, antibodies are used to detect prostate cancer protein. A preferred method is to separate the protein from the sample by electrophoresis on a gel (typically a denatured and reduced protein gel, but can be other gel types including isoelectric gels, etc.). After separation of the protein, the prostate cancer protein is detected, for example, by immunoblotting with an antibody against the prostate cancer protein. Immunoblotting methods are well known to those skilled in the art.
[0213]
In another preferred method, antibodies against prostate cancer proteins find use in, for example, in situ imaging techniques in histology (eg, “Methods in Cell Biology: Antibodies in Cell Biology: Antibodies in Cell Biology”). 37] (Edited by Asai, 1993)). In this method, the cells are contacted with one to several antibodies against prostate cancer protein. After washing away non-specific antibody binding, the presence of one or more antibodies is detected. In certain embodiments, the antibody is detected by incubating with a secondary antibody that includes a detectable label. Alternatively, the primary antibody against prostate cancer protein comprises a detectable label, eg, an enzyme marker that can act on the substrate. In another preferred embodiment, each of the plurality of primary antibodies comprises a distinguished and detectable label. This method finds use in the simultaneous screening of multiple prostate cancer proteins. Many other histological imaging techniques are also provided by the present invention, as will be appreciated by those skilled in the art.
[0214]
In a preferred embodiment, the label is detected by a fluorometer that has the ability to detect and discriminate the emission of various wavelengths. In addition, a fluorescence activated cell sorter (FACS) can be used in the method.
[0215]
In another preferred embodiment, the antibody finds use in the diagnosis of prostate cancer from blood, serum, plasma, stool, and other samples. Such samples are therefore useful as samples to be probed or tested for the presence of prostate cancer protein. The antibodies can be used for detection of prostate cancer proteins by previously described immunoassay techniques including ELISA, immunoblotting (Western blotting), immunoprecipitation, BIACORE techniques and the like. In contrast, the presence of antibodies may indicate an immune response against endogenous prostate cancer protein.
[0216]
In a preferred embodiment, in situ hybridization is performed to a tissue array of labeled prostate cancer nucleic acid probes. For example, a tissue sample array is created that includes prostate cancer tissue and / or normal tissue. In situ hybridization (eg, Ausubel, supra) is then performed. In comparing fingerprints between individuals and standards, one skilled in the art can make a diagnosis, prognosis, or prediction based on the findings. In addition, the genes that indicate this diagnosis may differ from those that indicate prognosis, and molecular profiling of the cellular state distinguishes between treatment responsive or resistant states or predicts outcome It is understood that it can be done.
[0217]
In preferred embodiments, cells comprising prostate cancer proteins, antibodies, nucleic acids, modified proteins and prostate cancer sequences are used in prognostic assays. As described above, gene expression profiles correlated with prostate cancer can be generated for long-term prognosis determination. Again this can be done either at the protein or gene level, the use of genes being preferred. As described above, a prostate cancer probe can be attached to a biochip for detection and quantification of prostate cancer sequences in a tissue or patient. This assay proceeds as outlined above for diagnosis. PCR methods can provide more sensitive and accurate quantification.
[0218]
Therapeutic Compound Assays
In preferred embodiments, members of the proteins, nucleic acids and antibodies described herein are used in drug screening assays. Cells containing prostate cancer proteins, antibodies, nucleic acids, modified proteins and prostate cancer sequences are used in drug screening assays or by assessing the effect of drug candidates on “gene expression profiles” or polypeptide expression profiles. The In preferred embodiments, expression profiles are used, preferably in combination with high-throughput screening techniques that allow monitoring of expression profile genes after treatment with candidate substances (eg, Zlokarnik et al., Science, 279: 84- 8 (1998); Heid, Genome Res., 6: 986-94 (1996)).
[0219]
In preferred embodiments, cells comprising prostate cancer proteins, antibodies, nucleic acids, modified proteins and native or modified prostate cancer proteins are used in screening assays. That is, the present invention provides a novel screening method for the physiological function of a composition that modulates the prostate cancer phenotype or the identified prostate cancer protein. As mentioned above, this can be done at the individual gene level or by assessing the effects of drug candidates on a “gene expression profile”. In a preferred embodiment, an expression profile is used, preferably in combination with a high-throughput screening technique that allows monitoring of expression profile genes after treatment with a candidate substance, which is described in Zlokarnik et al. )checking.
[0220]
Genes that are differentially expressed herein can be identified and various assays can be performed. In preferred embodiments, the assay can be attempted at the individual gene or protein level. That is, once a particular gene is identified as an upregulation in prostate cancer, test compounds can be screened for the ability to modulate gene expression or bind to prostate cancer protein. “Modulation” thus includes both an increase and a decrease in gene expression. The preferred amount of modulation depends on the initial change in gene expression in normal versus prostate cancer tissue, this change being at least 10%, preferably 50%, more preferably 100-300%, and in some embodiments 300. It appears to be ~ 1000% or more. Thus, if the gene shows a 4-fold increase in prostate cancer tissue compared to normal tissue, a reduction of approximately 4-fold is often desirable; similarly, a 10-fold decrease in prostate cancer tissue compared to normal tissue Often provides a target value of a 10-fold increase in expression to be induced by the test compound.
[0221]
The amount of gene expression is monitored using a nucleic acid probe, and the level of gene expression, or the gene product itself, is monitored, for example, by use of antibodies against prostate cancer proteins and standard immunoassays. Proteomics and separation techniques also allow quantification of expression.
[0222]
In a preferred embodiment, the gene expression or protein monitoring of many entities, ie the expression profile, is monitored simultaneously. Such a profile would typically be associated with a plurality of those entities described herein.
[0223]
In this embodiment, a prostate cancer nucleic acid probe is attached to the biochip as outlined below for detection and quantification of prostate cancer sequences in specific cells. Alternatively, PCR can be used. Thus, for example, a series of microtiter plates can be used with primers distributed in the desired wells. A PCR reaction is then performed and analyzed for each well.
[0224]
Expression monitoring can be performed to identify compounds that modify the expression of sequences associated with one or more prostate cancers, such as the polynucleotide sequences shown in Tables 1-16. In general, in a preferred embodiment, a test modulator is added to the cells prior to analysis. Screening to identify substances that further modulate prostate cancer, substances that modulate prostate cancer proteins, substances that bind to prostate cancer proteins, or substances that interfere with the binding of prostate cancer proteins and antibodies or other binding partners Is also provided.
[0225]
As used herein, the term “test compound” or “drug candidate” or “modulator” or grammatical equivalents directly express prostate cancer phenotype or prostate cancer sequence expression, eg, nucleic acid or protein sequence expression. Any molecule to be tested for the ability to alter, either indirectly or indirectly, such as proteins, oligopeptides, small organic molecules, polysaccharides, polynucleotides, etc. is described. In preferred embodiments, the modulator alters the expression profile or the nucleic acid or protein of the expression profile provided herein. In certain embodiments, the modulator suppresses a prostate cancer phenotype, eg, for a normal tissue fingerprint. In another embodiment, the modulator induces a prostate cancer phenotype. In general, multiple assay mixtures are tried in parallel at different substance concentrations to obtain differential responses to various concentrations. Typically, one of these concentrations is utilized as a negative control, ie zero concentration or below the detection level.
[0226]
Drug candidates encompass many chemical classes, but typically these are organic molecules, preferably small organic compounds with a molecular weight of greater than 100 daltons and less than about 2,500 daltons. Preferred small molecules are less than 2000D, or less than 1500D, or less than 1000D or less than 500D. Candidate substances contain functional groups necessary for structural interactions with proteins, especially hydrogen bonds, typically contain at least amine, carbonyl, hydroxyl or carboxyl groups, preferably contain at least two functional chemical groups . This candidate substance often contains a cyclic carbon or heterocyclic structure and / or an aromatic or polyaromatic structure substituted with one or more of the above functional groups. Candidate substances are also found in biomolecules including peptides, carbohydrates, fatty acids, steroids, purines, pyrimidines, derivatives, structural analogs or combinations thereof. Particularly preferred are peptides.
[0227]
In certain aspects, the modulator appears to neutralize the action of prostate cancer proteins. “Neutralization” means that the activity of the protein is inhibited or blocked, resulting in an effect on the cell.
[0228]
In certain embodiments, combinatorial libraries of potential modulators are screened for the ability to bind to prostate cancer polypeptides or to modulate activity. Typically, a new chemical entity with useful properties identifies a chemical compound (referred to as a “lead compound”) for some desirable property or activity, eg, inhibitory activity, produces a variant of the lead compound, and It is created by evaluating the properties and activities of these variant compounds. Often, high throughput screening (HTS) methods are utilized for such analysis.
[0229]
In certain preferred embodiments, the high-throughput screening method provides a library containing a large number of potential therapeutic compounds (candidate compounds). Such “combinatorial chemical libraries” are then screened by one or more assays that identify library members (specific chemical species or subclasses) that exhibit the desired characteristic activity. The compounds thus identified can be utilized as normal “lead compounds” or can themselves be used in promising or actual therapy.
[0230]
A combinatorial chemical library is a collection of diverse chemical compounds created by either chemical synthesis or biological synthesis, with a combination of many chemical “building blocks” such as reagents. For example, a linear combinatorial chemical library, such as a polypeptide (eg, mutein) library, can be used for each possible method for a given compound length (ie, the number of amino acids in a polypeptide compound). Created by a combination of a set of chemical building blocks, called amino acids. Millions of chemical compounds can be synthesized through such combinatorial mixing of chemical building blocks (Gallop et al., J. Med Chem., 37 (9): 1233-1251 (1994)).
[0231]
The preparation and screening of combinatorial chemical libraries is well known to those skilled in the art. Such combinatorial chemical libraries are peptide libraries (eg, US Pat. No. 5,010,175, Furka, Pept. Prot. Res., 37: 487-493 (1991), Houghton et al., Nature, 354: 84-88 (1991)), peptoids (PCT International Publication No. 91/19735), encoded peptides (PCT International Publication No. 93/20242), random biooligomers (PCT International Publication No. 92/00091). ), Benzodiazepines (US Pat. No. 5,288,514), diversomers such as hydantoins, benzodiazepines and dipeptides (Hobbs et al., Proc. Nat. Acad. Sci. USA, 90: 6909-6). 13 (1993)), vinyl polypeptides (Hagihara et al., J. Amer. Chem. Soc., 114: 6568 (1992)), non-peptidic peptide mimetics with β-D-glucose scaffolds (Hirschmann et al., J Amer. Chem. Soc., 114: 9217-9218 (1992)), analog organic synthesis of small compound libraries (Chen et al., J. Amer. Chem. Soc., 116: 2661 (1994)), oligocarbamates (Cho et al., Science, 261: 1303 (1993)), and / or peptidyl phosphate (Campbell et al., J. Org. Chem., 59: 658 (1994)). . In general, Gordon et al. (J. Med. Chem., 37: 1385 (1994)), nucleic acid libraries (see, eg, Stratgene), peptide nucleic acid libraries (eg, US Pat. No. 5,539,083). (See, eg, Vaughn et al., Nature Biotechnology, 14 (3): 309-314 (1996), and PCT / US96 / 10287), carbohydrate libraries (eg, Liang et al., Science, 274: 1520). -1522 (1996), and US Pat. No. 5,593,853), and small organic molecule libraries (eg, benzodiazepine, Baum, C & EN, Jan. 18, p. 33 (1993); isoprenoids, US Pat. 5,569, 588; thiazolidinones and metathiazonones, US Pat. No. 5,549,974; pyrrolidines, US Pat. Nos. 5,525,735 and 5,519,134; morpholino compounds, US Pat. No. 5,506,337; See beazodiazepine, US Pat. No. 5,288,514;
[0232]
Equipment for combinatorial library preparation is commercially available (eg, 357 MPS, 390 MPS, Advanced Chem Tech, Lewisville (KY), Symphony, Rainin, Woburn (MA), 433A, Applied Biosystems, (See Foster City (CA), 9050 Plus, Millipore, Bedford (MA)).
[0233]
Many well-known robotic systems have also been developed for liquid phase chemistry. These systems include automated workstations, such as automated synthesizers developed by Takeda Chemical Industries (Osaka, Japan), as well as many robotic systems that use robotic arms (Zymate II, Zymark). Corp., Hopkinton, MA; Orca, Hewlett-Packard, Palo Alto, CA), which mimics a manual synthesis operation performed by chemists. Any of the above devices are suitable for use with the present invention. The nature and performance (if any) of the improvement of these devices to be able to operate as described herein will be apparent to those skilled in the relevant art. In addition, many combinatorial libraries are commercially available themselves (eg, ComGenex, Princeton (NJ), Asinex, Moscow (Russia), Tripos, St. Louis (MO), ChemStar, Moscow (Russia), 3D Pharmaceuticals, Exton (PA), Martek Biosciences, Colombia (MD), etc.)
[0234]
Assays that identify modulators are amenable to high-throughput screening. Accordingly, preferred assay methods detect enhancement or inhibition of prostate cancer gene transcription, inhibition or enhancement of polypeptide expression, and inhibition or enhancement of polypeptide activity.
[0235]
High throughput assays for the presence, absence, quantification, or other properties of a particular nucleic acid or protein product are well known to those skilled in the art. Similarly, binding assays and reporter gene assays are similarly well known. Thus, for example, US Pat. No. 5,559,410 discloses a high-throughput screening method for proteins and US Pat. No. 5,585,639 discloses a high-throughput screening method for nucleic acid binding (ie, in an array). Meanwhile, US Pat. Nos. 5,576,220 and 5,541,061 disclose high-throughput methods for screening for ligand / antibody binding.
[0236]
In addition, high-throughput screening systems are commercially available (see, for example, Zymark, Hopkinton, MA; Air Technical Industries, Menthol, OH; Beckman Instruments, Frelton, CA; Precision Systems, Natick, MA, etc.). These systems are typically automated at all stages, including all pipetting of samples and reagents, liquid dispensing, incubation for a period of time, and final reading of the microplate in a detector suitable for the assay. Yes. These configurable systems provide high throughput and rapid start-up, as well as a high degree of flexibility and custom manufacturing. The manufacturers of such systems provide detailed protocols for various high throughput systems. Thus, for example, Zymark provides a technical report describing screening systems that detect modulation of gene transcription, ligand binding, and the like.
[0237]
In certain embodiments, the modulator is a protein, many of which are natural proteins or fragments of natural proteins. Thus, for example, cell extracts containing proteins, or random or designated digests of proteinaceous cell extracts can be used. In this method, a protein library for screening with the method of the present invention is created. Particularly preferred in this embodiment are bacterial, fungal, viral, and mammalian protein libraries, the latter being preferred and human proteins being particularly preferred. Particularly useful test compounds will be related to the type of protein to which the target belongs, such as enzyme or ligand substrates and receptors.
[0238]
In a preferred embodiment, the modulator is a peptide of about 5 to about 30 amino acids, with about 5 to about 20 amino acids being preferred, and about 7 to about 15 being particularly preferred. These peptides may be digests of natural proteins as described above, random peptides, or “biased” random peptides. As used herein, “randomized” or grammatical equivalents mean that each nucleic acid and peptide consists essentially of random nucleotides and amino acids, respectively. Generally, these random peptides (or nucleic acids discussed below) are chemically synthesized so that they are incorporated into any nucleotide or amino acid at any position. This synthesis process can be designed to create randomized proteins or nucleic acids to allow the formation of all or most possible combinations beyond the length of the sequence, and as a result randomized. A library of candidate bioactive proteinaceous materials is formed.
[0239]
In certain embodiments, the library is completely randomized and there is no sequence preference or constant at any position. In a preferred embodiment, the library is biased. That is, some positions in the array are either kept constant or selected from the possibility of the current constant. For example, in a preferred embodiment, the nucleotide or amino acid residue is directed towards, for example, a hydrophobic amino acid, a hydrophilic residue, a sterically biased (either small or large) residue, certain nucleic acid binding domains, Randomized to limited types such as cysteine formation, cross-linking, proline for SH-3 domain, serine, threonine, tyrosine or histidine for phosphorylation sites, or purines.
[0240]
The modulator of prostate cancer may be a nucleic acid as defined below. In general, as indicated above for proteins, the nucleic acid modulator can be a natural nucleic acid, a random nucleic acid, or a “biased” random nucleic acid. For example, prokaryotic or eukaryotic genome digestion can be used as outlined above for proteins.
[0241]
In certain embodiments, the activity of a protein associated with prostate cancer is an antisense polynucleotide, i.e., a nucleic acid complementary to an encoding mRNA nucleic acid sequence or a subsequence thereof, such as prostate cancer protein mRNA, and to these. By the use of nucleic acids that preferentially specifically hybridize, it is down-regulated or totally inhibited. Binding of the antisense polynucleotide to the mRNA reduces the translation and / or stability of the mRNA.
[0242]
In the context of the present invention, antisense polynucleotides can include natural nucleotides, or synthetic species formed from natural subunits or their close homologues. Antisense polynucleotides can also have altered sugar moieties or internal sugar linkages. Among these are phosphorothioates and other sulfur-containing species that are known for use in the art. Analogs are encompassed by the present invention as long as they function effectively to hybridize to prostate cancer protein mRNA. See, for example, Isis Pharmaceuticals, Carlspad, CA; Sequiter, Natick, MA.
[0243]
Such antisense polynucleotides can be readily synthesized using recombinant means or synthesized in vitro. Such synthesizers are sold by several specialist vendors, including Applied Biosystems. The preparation of other oligonucleotides such as phosphorothioates and alkylated derivatives is also well known to those skilled in the art.
[0244]
Antisense molecules as used herein include antisense or sense oligonucleotides. Sense oligonucleotides can be used, for example, to block transcription by binding to the antisense strand. Antisense and sense oligonucleotides comprise a single stranded nucleic acid sequence (either RNA or DNA) that is capable of binding to a target mRNA (sense) or DNA (antisense) sequence of a prostate cancer molecule. In accordance with the present invention, an antisense or sense oligonucleotide comprises a fragment, generally at least about 14 nucleotides, preferably about 14-30 nucleotides. The ability to derive antisense or sense oligonucleotides based on a cDNA sequence encoding a given protein is described, for example, by Stein and Cohen (Cancer Res., 48: 2659 (1988)). And van der Krol et al. (BioTechniques, 6: 958 (1988)).
[0245]
In addition to antisense polynucleotides, ribozymes can be used to target nucleotide sequences associated with prostate cancer and inhibit transcription. Ribozymes are RNA molecules that catalytically cleave other RNA molecules. Various types of ribozymes have been described, including group I ribozymes, hammerhead ribozymes, hairpin ribozymes, RNase P, and axhead ribozymes (for general verification of the properties of various ribozymes, for example Castanototo et al., Adv., Pharmacology, 25: 289-317 (1994)).
[0246]
General features of hairpin ribozymes are described, for example, in the paper by Hampel et al. (Nucl. Acids Res., 18: 299-304 (1990)); European Patent Publication No. 0 360 257; US Pat. No. 5,254. , 678. Methods of preparation are well known to those skilled in the art (eg, WO 94/26877; Ojwang et al., Proc. Natl. Acad Sci. USA, 90: 6340-6344 (1993); Yamada et al., Human Gene Therapy, 1: 39-45 (1994); Leavitt et al., Proc. Natl Acad Sci. USA, 92: 699-703 (1995); Leavitt et al., Human Gene Therapy, 5: 1151-120 (1994); and Yamada et al., Virology, 205: 121-126 (1994)).
[0247]
Prostate cancer polynucleotide modulators can be introduced into cells containing the target nucleotide sequence by formation of a complex with a ligand binding molecule as disclosed in WO 91/04753. Suitable ligand binding molecules include, but are not limited to, cell surface receptors, growth factors, other cytokines, or other ligands that bind to cell surface receptors. Preferably, the ligand binding molecule complex does not substantially interfere with the ability of the ligand binding molecule to bind to its corresponding molecule or receptor, or is a sense or antisense oligonucleotide or complex thereof. Does not block entry into cells. Alternatively, prostate cancer polynucleotide modulators can be introduced into cells containing the target nucleic acid sequence by formation of a polynucleotide-lipid complex, for example, as disclosed in WO 90/10448. It will be appreciated that the use of antisense molecules or knock-out and knock-in models can also be used in screening assays as described above in addition to therapeutic methods.
[0248]
As noted above, gene expression monitoring is conveniently used for testing candidate modulators (eg, proteins, nucleic acids or small molecules). After the candidate substance is added and the cells are incubated for a period of time, a sample containing the target sequence to be analyzed is added to the biochip. If necessary, this target sequence is prepared using known techniques. For example, this sample can be treated to lyse cells using a known lysis buffer, electroporation or the like by appropriate purification and / or amplification such as PCR. For example, in vitro transcription with a label covalently attached to a nucleotide is performed. In general, nucleic acids are labeled with biotin FITC or PE, or cy3 or cy5.
[0249]
In preferred embodiments, the target sequence is labeled, eg, with a fluorescent, chemiluminescent, chemical, or radioactive signal, to provide a means of detecting specific binding of the target sequence to the probe. The label can also be an enzyme, such as alkaline phosphatase or horseradish peroxidase, which, when provided with a suitable substrate, produces a product that can be detected. Alternatively, the label can be a labeled compound or small molecule, such as an enzyme inhibitor, that binds to the enzyme but does not catalyze or alter it. The label can also be a moiety or compound such as biotin that specifically binds to an epitope tag or streptavidin. For the biotin example, streptavidin is labeled as described above, which provides a detectable signal for the bound target sequence. Unbound labeled streptavidin is typically removed prior to analysis.
[0250]
As will be appreciated by those skilled in the art, these assays may be direct hybridization assays or may include “sandwich assays” involving the use of multiple probes, which are generally described in US Pat. , 681,702, 5,597,909, 5,545,730, 5,594,117, 5,591,584, 5,571,670, 5,580 No. 7,731, No. 5,571,670, No. 5,591,584, No. 5,624,802, No. 5,635,352, No. 5,594,118, No. 5,359,100 No. 5,124,246 and 5,681,697, all of which are incorporated herein by reference. In this embodiment, generally, the target nucleic acid is prepared as described above and then added to the biochip containing the plurality of nucleic acid probes under conditions that can form a hybridization complex.
[0251]
A variety of hybridization conditions can be used in the present invention, including high, medium and low stringency conditions as outlined above. These assays are generally performed under stringency conditions such that a labeled probe hybridization complex is formed only when the target is present. Stringency can be achieved by changing the stage parameters, which are thermodynamic variables, including but not limited to temperature, formamide concentration, salt concentration, chaotropic salt concentration, pH, organic solvent concentration, etc. Can be controlled.
[0252]
These parameters can also be used for control of non-specific binding, as more generally disclosed in US Pat. No. 5,681,697. Therefore, it is desirable to perform the steps at relatively high stringency conditions that reduce non-specific binding.
[0253]
The reactions outlined herein can be realized in a variety of ways. The components of this reaction can be added simultaneously or sequentially in a different order according to the preferred embodiments outlined below. In addition, the reaction can include a variety of other reagents. These include salts, buffers, neutral proteins such as albumin, detergents, etc., to facilitate optimal hybridization and detection, and / or reduce non-specific or background interactions. used. Otherwise, reagents that improve assay efficiency, such as protease inhibitors, nuclease inhibitors, antimicrobial agents, and the like, can be used as appropriate depending on the sample preparation method and target purity.
[0254]
This assay data is analyzed to determine the expression level of individual genes, changes in expression levels between states, and form gene expression profiles.
[0255]
Screening is done to identify modulators of the prostate cancer phenotype. In one embodiment, the screening is performed to identify modulators that can induce or suppress a particular expression profile, and thus preferably create an associated phenotype. In other embodiments, such as diagnostic applications, differentially expressed genes that are important in a particular condition are identified, and screening can be performed to identify modulators that alter the expression of individual genes. . In another embodiment, the screening is performed to identify modulators that alter the biological function of the expression product of the differentially expressed gene. In addition, the importance of the gene in a particular state is identified, and screening is performed to identify substances that bind to the genetic product and / or modulate biological activity.
[0256]
In addition, screening can be performed for genes that induce a response to a candidate substance. After identifying a modulator based on its ability to suppress the prostate cancer expression pattern leading to a normal expression pattern, or to modulate a single prostate cancer gene expression profile to mimic the expression of a gene from normal tissue, Screening can be performed to identify genes that are specifically modulated in response to this agent. Comparison of expression profiles between normal tissue and prostate cancer tissue treated with material reveals genes that are not expressed in normal tissue or prostate cancer tissue but are expressed in tissue treated with material. These substance-specific sequences are identified and used by the methods described herein for prostate cancer genes or proteins. In particular, these sequences and the proteins they encode find use in the marking or identification of cells treated with substances. In addition, antibodies can be used to target new therapies against prostate cancer tissue samples raised against and treated with this substance-derived protein.
[0257]
Thus, in certain embodiments, a test compound is administered to a population of prostate cancer cells that has an associated prostate cancer expression profile. As used herein, “administration” or “contact” is a method that allows a candidate substance to act on a cell either by uptake and intracellular action or by action at the cell surface. Is added to the cells. In some embodiments, a nucleic acid encoding a proteinaceous candidate substance (ie, a peptide) is placed in a viral construct, such as an adenovirus or retroviral construct, for example as described in PCT / US97 / 01019. And added to the cell, so that expression of this peptide substance is realized. An adjustable gene therapy system can also be used.
[0258]
Once the test compound is administered to the cells, the cells can be washed if desired and incubated for a period of time, preferably under physiological conditions. These cells are then collected and a new gene expression profile is created as outlined herein.
[0259]
Thus, for example, prostate cancer tissue is screened for substances that modulate, eg, induce or suppress, the prostate cancer phenotype. Changes in at least one of the expression profiles, preferably many genes, indicate that this substance has an effect on prostate cancer activity. By defining such prostate cancer phenotype signatures, screening for new drugs that alter the phenotype can be devised. In this method, the drug target need not be known and need not be presented in the original expression screening platform, nor does the target protein transcript level need to change.
[0260]
In preferred embodiments, as outlined above, screening can be performed on individual genes and gene products (proteins). That is, a specific differentially expressed gene is identified as important in a particular state, and a modulator of its own expression of either the gene or gene product can be screened. The gene product of a differentially expressed gene is sometimes referred to herein as “prostate cancer protein” or “prostate cancer modulating protein”. The prostate cancer modulating protein can be a fragment encoded by the nucleic acids of Tables 1-16, or it can be a full-length protein for the fragment. Preferably, the prostate cancer modulating protein is a fragment. In preferred embodiments, the prostate cancer amino acid sequences used to determine sequence identity or similarity are encoded by the nucleic acids of Tables 1-16. In another embodiment, these sequences are natural allelic variants of the proteins encoded by the nucleic acids of Tables 1-16. In another embodiment, these sequences are sequence variants as further described herein.
[0261]
Preferably, the prostate cancer modulating protein is a fragment of approximately 14-24 amino acids in length. More preferably, this fragment is a soluble fragment. Preferably, this fragment comprises a non-transmembrane region. In a preferred embodiment, this fragment has an N-terminal Cys to aid solubility. In some embodiments, the C-terminus of this fragment is maintained as a free acid and the N-terminus is a free amine to aid coupling, ie cysteine.
[0262]
In certain embodiments, the prostate cancer protein is conjugated to an immunogenic agent as discussed herein. In certain embodiments, the prostate cancer protein is conjugated to BSA.
[0263]
Measurement of prostate cancer polypeptide activity, or prostate cancer or prostate cancer phenotype can be performed using a variety of assays. For example, the effect of a test compound on prostate cancer polypeptide function can be measured by testing the parameters as described above. Appropriate physiological changes that affect activity can be used to assess the effect of test compounds on the polypeptides of the invention. Tumor, tumor growth, tumor metastasis, angiogenesis, hormone release, transcriptional changes to known but uncharacterized genetic markers (eg, Northern blots) when functional outcome is determined using intact cells or animals ), Changes in cellular metabolism, such as changes in cell growth or pH, as well as various effects in prostate cancer cases associated with changes in intracellular second messengers such as cGMP. In the assay method of the present invention, a mammalian prostate cancer polypeptide is typically used, for example a mouse, preferably a human.
[0264]
Assays to identify compounds that modulate activity can be performed in vitro. For example, a prostate cancer polypeptide is first contacted with a potential modulator and incubated for an appropriate time, such as 0.5 to 48 hours. In certain embodiments, prostate cancer polypeptide levels are determined in vitro by measuring protein or mRNA levels. Protein levels are measured using immunoassay methods such as Western blotting, ELISA, etc. with antibodies that selectively bind to prostate cancer polypeptides or fragments thereof. For the measurement of mRNA, for example, PCR, amplification using LCR, or hybridization assay methods such as Northern hybridization, RNase protection and dot blotting are preferred. Protein or mRNA levels are detected using directly or indirectly labeled detection substances, such as fluorescently or radioactively labeled nucleic acids, radioactively or enzymatically labeled antibodies and the like herein. Described in.
[0265]
Alternatively, a reporter gene system can be devised using a prostate cancer protein promoter operably linked to a reporter gene such as luciferase, green fluorescent protein, CAT, or β-gal. This reporter construct is typically transfected into cells. After treatment with a potential modulator, the amount of transcription, translation or activity of the reporter gene is measured according to standard techniques known to those skilled in the art.
[0266]
In preferred embodiments, screening can be performed on individual genes and gene products (proteins) as outlined above. That is, a particular differentially expressed gene is identified as important in a particular state, and a modulator can be screened for the expression of the gene or gene product itself. The gene product of a differentially expressed gene is sometimes referred to herein as a “prostate cancer protein”. The prostate cancer protein can be a fragment or a full-length protein for the fragments shown herein.
[0267]
In certain embodiments, screening for modulators of specific gene expression is performed. Typically, the expression of only one or several genes is evaluated. In another embodiment, the screen is designed to find compounds that bind to the first differentially expressed protein. These compounds are then evaluated for their ability to modulate differentially expressed activity. Furthermore, once the first candidate compound has been identified, variants are further screened to better assess structure-activity relationships.
[0268]
In a preferred embodiment, a binding assay is performed. In general, purified or isolated gene products are used, ie, the gene product of one or more differentially expressed nucleic acids is made. For example, antibodies are made against the protein gene product and standard immunoassay methods are attempted to determine the amount of protein present. Alternatively, cells containing prostate cancer protein can be used in these assays.
[0269]
Thus, in a preferred embodiment, these methods comprise combining a prostate cancer protein with a candidate compound and determining the binding of this compound to the prostate cancer protein. Preferred embodiments utilize human prostate cancer proteins, although other mammalian proteins can be used, for example, in the development of animal models of human disease. In some embodiments, variant or derivative prostate cancer proteins can be used as outlined herein.
[0270]
In general, in a preferred embodiment of the methods herein, prostate cancer protein or candidate substance is non-diffusably transferred to an insoluble support having an independent sample receiving area (eg, microtiter plate, array, etc.). ) Combined. The insoluble support can be made from any composition to which the composition binds and is easily separated from soluble material, or otherwise compatible with the overall screening method. The surface of such a support can be solid or porous and can have any convenient shape. Examples of suitable insoluble supports are microtiter plates, arrays, membranes and beads. These are typically made of glass, plastic (eg, polystyrene), polysaccharides, nylon, or nitrocellulose, Teflon. Microtiter plates and arrays are particularly convenient because a very large number of assays can be performed simultaneously using small amounts of reagents and samples. The specific composition binding method is not critical as long as it is compatible with the reagents and methods of the invention in general, maintains the activity of the composition, and is non-diffusible. The preferred method of conjugation is the use of antibodies (when the protein is bound to the support, neither the ligand binding site nor the activation sequence sterically hinders), “sticky” or direct binding to the ionic support. , Chemical cross-linking, synthesis of proteins or substances on its surface, and the like. After protein or substance binding, excess unbound material is washed away. The sample receiving area can then be blocked by incubation with bovine serum albumin (BSA), casein or other innocuous protein or other moiety.
[0271]
In a preferred embodiment, prostate cancer protein is bound to a support and a test compound is added to the assay. Alternatively, the candidate substance is bound to a support and prostate cancer protein is added. Novel binding agents include specific antibodies, non-natural binding agents identified in chemical library screening, peptide analogs, and the like. Of particular interest are screening assays for substances that have low toxicity for human cells. A wide variety of assays are available for this purpose, including labeled in vitro protein-protein binding assays, electrophoretic mobility shift assays, protein binding immunoassays, functional assays (such as phosphorylation assays), etc. Can be used for
[0272]
Determining the binding of a test modulating compound to prostate cancer protein can be done in a number of ways. In preferred embodiments, the compound is labeled, for example, attaching all or part of a prostate cancer protein to a solid support, adding a labeled candidate substance (eg, a fluorescent label), washing away excess reagent, And the determination of whether the label is present on the solid support directly determines the binding. Various blocking and cleaning steps can be utilized as appropriate.
[0273]
In some embodiments, only one component can be labeled, for example, a protein (or proteinaceous candidate compound) can be labeled. Or more than one component, for example for proteins125I and compounds can be labeled with different labels, such as fluorescent groups. Proximity reagents such as quenchers or energy transfer agents are also useful.
[0274]
In certain embodiments, test compound binding is determined by competitive binding assays. A competitor is a binding moiety that is known to bind to a target molecule (ie, prostate cancer protein), such as an antibody, peptide, binding partner, ligand, and the like. Under certain circumstances, the compound and the binding moiety bind competitively, and the binding moiety replaces the compound. In certain embodiments, the test compound is labeled. The compound, either the competitor, or both are first added to the protein for a time sufficient to allow binding if it is present. Incubations are carried out at temperatures that promote optimal activity, typically between 4 and 40 ° C. Incubation times are typically optimized to facilitate, for example, rapid high throughput screening. Typically 0.1 to 1 hour will be sufficient. Excess reagent is generally removed or washed away. The second component is then added, indicating binding according to the presence or absence of the labeled component.
[0275]
In a preferred embodiment, the competitor is added first, followed by the test compound. Competitive replacement is an indication that the test compound binds to prostate cancer protein, and thus is capable of binding to and possibly modulating prostate cancer protein activity. In this embodiment, any component can be labeled. Thus, for example, when the competing target is labeled, the presence of the label in the wash solution is an indication that this substance has been replaced. Alternatively, if the test compound is labeled, the presence of the label on the support is an indication of replacement.
[0276]
In an alternative embodiment, the test compound is added first, followed by competitors, incubated and washed. The absence of binding by the competitor may indicate that the test compound has bound to prostate cancer protein with high affinity. Thus, when a test compound is labeled, the presence of a label on the support that lacks competitor binding may indicate that the test compound is capable of binding to prostate cancer protein.
[0277]
In preferred embodiments, these methods include differential screening to identify agents that are capable of modulating the activity of prostate cancer proteins. In this embodiment, these methods comprise a combination of prostate cancer protein and a competitor in the first sample. The second sample includes a test compound, prostate cancer protein, and a competitor. Competitor binding is determined for both samples, and the change or difference in binding between the two samples is the presence of a substance capable of binding to prostate cancer protein and potentially modulating its activity. Is shown. That is, if the binding of the competitor is different in the second sample compared to the first sample, the substance can bind to the prostate cancer protein.
[0278]
Alternatively, differential screening is used to identify drug candidates that bind to native prostate cancer protein but not to modified prostate cancer protein. The structure of the prostate cancer protein has been modeled and used in theoretical drug design to synthesize substances that interact with that site. Drug candidates that affect the activity of prostate cancer protein are also identified by screening for drugs for either ability to enhance or reduce the activity of this protein.
[0279]
Positive and negative controls can be used in these assays. Preferably, the control sample and test sample are run in at least triplicate to obtain statistically significant results. All sample incubations are performed for a time sufficient for the substance to bind to the protein. Following incubation, the sample is washed free of non-specifically bound material, and the amount bound, generally the amount of labeled material, is determined. For example, if a radioactive label is used, the sample is counted in a scintillation counter to determine the amount of bound compound.
[0280]
A variety of other reagents can be included in the screening assay. These include reagents such as salts, neutral proteins such as albumin, surfactants, etc., to promote optimal protein-protein binding and / or reduce non-specific or background interactions. Used for. On the other hand, reagents that improve assay efficiency such as protease inhibitors, nuclease inhibitors, antimicrobial agents and the like can also be used. The mixture of components can be added in an order that provides the requisite binding.
[0281]
In a preferred embodiment, the present invention provides a method of screening for compounds that are capable of modulating the activity of prostate cancer proteins. These methods include adding a test compound, as described above, to cells containing prostate cancer protein. Preferred cell types include almost any cell. These cells contain a recombinant nucleic acid encoding a prostate cancer protein. In a preferred embodiment, the library of candidate substances is tested on a plurality of cells.
[0282]
In certain aspects, these assays are based on, for example, hormones, antibodies, peptides, antigens, cytokines, growth factors, action potentials, pharmacological agents including chemotherapeutic agents, radiation, carcinogens, or other cells (ie, cells Assess the presence or absence of physiological signals or previous or subsequent exposure, such as cell contact). In another example, these determinations are determined at different phases of cell cycle progression.
[0283]
In this method, compounds that modulate prostate cancer material are identified. Compounds with pharmacological activity can enhance or interfere with the activity of prostate cancer proteins. Once identified, similar structures are evaluated to determine important structural features of the compound.
[0284]
In certain embodiments, a method of inhibiting prostate cancer cell division is provided. This method involves administration of a prostate cancer inhibitor. In another aspect, a method for inhibiting prostate cancer is provided. This method involves administration of a prostate cancer inhibitor. In a further aspect, a method of treating a cell or individual with prostate cancer is provided. This method involves administration of a prostate cancer inhibitor.
[0285]
In certain embodiments, the prostate cancer inhibitor is an antibody as described above. In another embodiment, the prostate cancer inhibitor is an antisense molecule.
[0286]
As described below, various cell growth, proliferation and metastasis assays are known to those skilled in the art.
[0287]
Soft agar growth or colony formation in suspension
Normal cells require a solid substrate to adhere and grow. When cells are transformed, they lose this phenotype and grow away from the substrate. For example, transformed cells are grown in a stirring suspension culture or suspended in a semi-solid medium such as semi-solid or soft agar. When transformed cells are transfected with a tumor suppressor gene, this regenerates the normal phenotype and requires a solid substrate to adhere and grow. Colony formation in soft agar growth or suspension assays can be used to identify modulators of prostate cancer sequences that inhibit the growth and transformation of abnormal cells when expressed in host cells. The therapeutic compound will reduce or eliminate the ability of the host cells to grow in agitated suspension culture or suspended in a semi-solid medium such as semi-solid or soft.
[0288]
For the technique of colony formation in soft agar growth or suspension assays, see Freshney's “Culture of Animal Cells a Manual of Basic Technique” (3rd edition, 1994), This is incorporated herein by reference. See also the “Method” section of the article by Garkavtsev et al. (1996, supra), which is incorporated herein by reference.
[0289]
Contact inhibition of growth and density limit
Normal cells typically grow in a flat and directional pattern in a Petri dish until they come into contact with other cells. When cells come into contact with another cell, they are blocked from contact and stop growing. However, when cells are malignantly transformed, they are not contact blocked and continue to grow to high density in non-directional growth foci. Thus, malignant transformed cells proliferate to a higher saturation concentration than normal cells. This can be detected morphologically by forming a non-directional monolayer of cells or circular cells within the growth foci within a regular pattern of normal surrounding cells. Alternatively, at saturation density (3H) -Thymidine labeling index can be used to determine the growth density limit. See Freschney's paper (1994), supra. Malignantly transformed cells, when transfected with a tumor suppressor gene, will regenerate the normal phenotype, begin to be contact blocked, and grow to a lower density.
[0290]
In this assay, at saturation density (3The labeling index with H) -thymidine is a preferred method for measuring the growth density limit. Transformed host cells are transfected with sequences associated with prostate cancer and grown at saturating density for 24 hours in non-limiting medium conditions. (3The percentage of cell labeling with H) -thymidine is determined by autoradiography. See Freschney's paper (1994), supra.
[0291]
Growth factor or serum dependent
Malignantly transformed cells have lower serum dependence than their normal counterparts (eg, Temin, J. Natl. Cancer Insti, 37: 167-175 (1966); Eagle et al., J. Exp. Med. 131, 836-879 (1970)); Freshney, supra). This is due in part to the release of various growth factors by malignant transformed cells. The growth factor or serum dependence of the malignant transformed host cell can be compared to that of the control.
[0292]
Tumor-specific marker level
Tumor cells release an increased amount of certain factors (hereinafter “tumor specific markers”) over their normal counterparts. For example, plasminogen activator (PA) is released from human glioma at higher levels than normal brain cells (eg, Gullino, “Angiogenesis, Neoplastic Angiogenesis, and Potential Tumor Growth Inhibition). (Angiogenesis, tumor vascularization, and potential interference with tumor growth) ", Biological Responses in Cancer, pages 178-184, (Mich., 1985)). Similarly, neoplastic angiogenic factor (TAF) is released at higher levels in tumor cells than its normal counterpart. See, eg, Folkman, “Angiogenesis and Cancer”, Sem Cancer Biol. , (1992)).
[0293]
Various techniques for measuring the release of these factors are described in Freshney (1994), supra. Furthermore, Uncless et al. Biol. Chem. 249: 4295-4305 (1974); Strickland and Beers, J.A. Biol. Chem. 251: 5694-5702 (1976); Whur et al., Br. J. et al. Cancer, 42: 305-312 (1980); Gullino, "Angiogenesis, tumor angiogenesis, and potential interference with tumor growth, Biomass." in Cancer, pp. 178-184, (Mich, edited by 1985)); Freshney, Anticancer Res. 5: 111-130 (1985).
[0294]
Infiltration into Matrigel
The degree of invasion to Matrigel or some other extracellular matrix component can be used as an assay to identify compounds that modulate sequences associated with prostate cancer. Tumor cells show a good correlation between malignancy and cell invasion into Matrigel or some other extracellular matrix component. In this assay, tumorigenic cells are typically used as host cells. Expression of tumor suppressor genes in these host cells will reduce host cell infiltration.
[0295]
The techniques described in Freshney's paper (1994, supra) can be used. Briefly, the level of host cell invasion can be measured using a filter coated with Matrigel or several extracellular matrix components. Penetration into the gel or the distal side of the filter is graded as invasiveness, depending on the number of cells and distance traveled125Pre-labeling of cells with I and histological grading by measuring radioactivity at the distal side of the filter or at the bottom of the dish. See, for example, Freschney's paper (1984, supra).
[0296]
Tumor growth in vivo
The effects of prostate cancer related sequences on cell growth can be tested in transgenic or immunosuppressed mice. Knockout transgenic mice can be created in which the prostate cancer gene has been disrupted or the prostate cancer gene has been inserted. Knockout transgenic mice can be created by insertion of a marker gene or other heterologous gene into the endogenous prostate cancer gene site of the mouse genome by homologous recombination. Such mice can also be generated by replacement of an endogenous prostate cancer gene with a mutated version of the prostate cancer gene or by mutation of an endogenous prostate cancer gene, for example by exposure to a carcinogen.
[0297]
The DNA construct is introduced into the nucleus of embryonic stem cells. Cells containing the newly engineered genetic lesion are injected into the host mouse embryo, which is re-implanted into the recipient female. Some of these embryos generate chimeric mice with germ cells derived in part from this mutant cell line. By breeding chimeric mice in this way, it is possible to obtain new strains of mice containing the introduced genetic lesion (see, eg, Capecchi et al., Science, 244: 1288 (1989)). Chimeric targeted mice are described in Hogan et al. ("Manipulating the Mouse Embryo: A Laboratory Manual", Cold Spring Harbor Laboratory (1988)) Embryonic Stem Cells: Practical Methods (Teratocarcinomas and Embryonic Stems Cells: A Practical Approach) ", edited by Robertson, IRL Press, Washington D.C. C. , (1987).
[0298]
Alternatively, a variety of immunosuppressed or immunodeficient host animals can be used. For example, genetic athymic “nude” mice (see, eg, Giovanella et al., J. Natl. Cancer Inst., 52: 921 (1974)), SCID mice, thymectomized mice, or irradiated mice (eg, Bradley et al., Br. J. Cancer, 38: 263 (1978); Selby et al., Br. J. Cancer, 41:52 (1980)) can be used as a host. Implantable tumor cells injected into isogenic hosts (typically about 106Single cells) will form invasive tumors in a high proportion of cases, while normal cells of similar origin will not occur. In hosts that have developed invasive tumors, cells expressing sequences associated with prostate cancer are injected subcutaneously. After an appropriate period, preferably 4-8 weeks, tumor growth was measured (eg, by volume or bi-directional maximum dimension) and compared to controls. Tumors that show a statistically significant decrease (eg, using Student's T test) are referred to as growth inhibited.
[0299]
Methods for identifying sequences associated with variant prostate cancer
Although there is no theoretical support, the expression of various prostate cancer sequences is correlated with prostate cancer. Thus, disorders based on mutant or variant prostate cancer genes can be determined. In certain embodiments, the invention provides a method of identifying a cell containing a variant prostate cancer gene, eg, determining all or part of the sequence of at least one endogenous prostate cancer gene in the cell. This is accomplished using a number of sequencing techniques. In a preferred embodiment, the present invention provides a method for identifying an individual's prostate cancer genotype, eg, determining all or part of the sequence of at least one prostate cancer gene in the individual. This is generally performed in at least one tissue of the individual and can include evaluation of many tissues or different samples of the same tissue. The method includes comparing the sequence of the sequenced prostate cancer gene to a known prostate cancer gene, ie, a wild type gene.
[0300]
The sequence of all or part of the prostate cancer gene can then be compared with known prostate cancer gene sequences to determine if any differences exist. This can be done using any number of known homology programs, such as Bestfit. In preferred embodiments, the presence of a sequence difference between a patient's prostate cancer gene and a known prostate cancer gene correlates with a disease state or disease state trend, as outlined herein.
[0301]
In a preferred embodiment, the prostate cancer gene is used as a probe to determine the copy number of the prostate cancer gene in the genome.
[0302]
In another preferred embodiment, the prostate oncogene is used as a probe to determine chromosomal localization of the prostate oncogene. Information such as chromosomal localization finds use in providing diagnosis or prognosis, particularly when chromosomal abnormalities such as translocations are identified at the prostate cancer locus.
[0303]
Administration of pharmaceutical and vaccine compositions
In one embodiment, a therapeutically effective amount of prostate cancer protein or a modulator thereof is administered to the patient. As used herein, “therapeutically effective amount” means a dose that produces an effect on what is administered. The exact dose will depend on the therapeutic purpose and will be ascertainable by one skilled in the art using known techniques (eg, Ansel et al., “Pharmaceutical dosage forms and drug delivery”); Lieberman, “Pharmaceutical Dosage Forms (1-3, 1992), Dekker, ISBN0824747084, 0824769918X, 0824712692, 08247169981; Lloyd,“ Therapeutic Technology, Science and Technique Compounding "(1999); and Pickar," Dose Determination ( osage Calculations, (1999)) As known in the art, in addition to prostate cancer regression, systemic versus local delivery, and modulation of novel protease synthesis rates, age, weight, general condition, gender, The severity of the meal, time of administration, drug interaction and condition is necessary and can be ascertained by one of ordinary skill in the art by routine experimentation US Patent Application No. 09 / 687,576 further describes The use and methods of diagnostic and treatment compositions in prostate cancer are disclosed and are incorporated herein by reference.
[0304]
A “patient” for the purposes of the present invention includes both humans and other animals, particularly mammals. Therefore, these methods are applicable for both clinical treatment and veterinary applications. In preferred embodiments, the patient is a mammal, preferably a primate, and in the most preferred embodiment the patient is a human.
[0305]
As described above, administration of the prostate cancer proteins of the present invention and modulators thereof is oral, subcutaneous, intravenous, nasal, transdermal, intraperitoneal, intramuscular, intrapulmonary, vaginal, rectal, or intraocular. Administration can be accomplished in a variety of ways, including but not limited to administration. In some cases, such as treatment of wounds and inflammation, prostate cancer proteins and modulators can be applied directly as solutions or sprays.
[0306]
The pharmaceutical composition of the present invention contains prostate cancer protein in a form suitable for administration to a patient. In a preferred embodiment, the pharmaceutical composition is in a water-soluble form, eg, exists as a pharmaceutically acceptable salt, which is meant to include both acid and base addition salts. “Pharmaceutically acceptable acid addition salts” include salts that maintain the biological effectiveness of the free base, as well as inorganic acids such as hydrochloric acid, hydrobromic acid, sulfuric acid, nitric acid, phosphoric acid, and acetic acid, Propionic acid, glycolic acid, pyruvic acid, oxalic acid, maleic acid, malonic acid, succinic acid, fumaric acid, tartaric acid, citric acid, benzoic acid, cinnamic acid, mandelic acid, methanesulfonic acid, ethanesulfonic acid, p-toluene By non-biological or otherwise undesirable salts formed with organic acids such as sulfonic acid, salicylic acid and the like. “Pharmaceutically acceptable base addition salts” include salts derived from inorganic bases such as sodium, potassium, lithium, ammonium, calcium, magnesium, iron, zinc, copper, manganese, aluminum salts and the like. Particularly preferred are the ammonium, potassium, sodium, calcium, and magnesium salts. Salts derived from pharmaceutically acceptable organic non-toxic bases include primary, secondary and tertiary amines, substituted amines including natural substituted amines, cyclic amines, and basic ion exchange resins such as isopropyl Included are salts of amines, trimethylamine, diethylamine, triethylamine, tripropylamine, and ethanolamine.
[0307]
The pharmaceutical composition may also include one or more of the following: carrier proteins such as serum albumin; buffers; fillers such as microcrystalline cellulose, lactose, corn starch and other starches; binding Agents; sweeteners and other flavoring agents; colorants; and polyethylene glycols.
[0308]
The pharmaceutical composition can be administered in various unit dosage forms depending on the method of administration. For example, unit dosage forms suitable for oral administration include, but are not limited to, powders, tablets, pills, capsules, and lozenges. It will be appreciated that prostate cancer protein modulators (eg, antibodies, antisense constructs, ribozymes, small organic molecules, etc.) must be protected from digestion when administered orally. This is typically by complexing with a composition to confer resistance to acid and enzymatic hydrolysis of these molecules, or in a suitable resistant carrier such as a liposome or protein barrier. This is achieved by either packaging of these molecules. Means of protecting substances from digestion are well known in the art.
[0309]
The administration composition will usually comprise a prostate cancer protein modulator dissolved in a pharmaceutically acceptable carrier, preferably an aqueous carrier. A variety of aqueous carriers can be used, such as buffered saline. These solutions are sterile and generally free of undesirable matter. These compositions can be sterilized by conventional, well-known sterilization techniques. These compositions can contain pharmaceutically acceptable auxiliary substances necessary to approach physiological conditions, such as pH regulators and buffers, toxicity regulators, etc., for example sodium acetate. Sodium chloride, potassium chloride, calcium chloride, sodium lactate and the like. The active ingredient concentration in these formulations can vary widely and is selected according to the specific mode of administration selected and the needs of the patient, mainly based on liquid volume, viscosity, weight, etc. (e.g., See “Remington's Pharmaceutical Science” (15th edition, 1980), and Goodman and Giliman, “The Pharmacological Basis of Therapeutics 96,” Ed. (Hard 19).
[0310]
Thus, a typical pharmaceutical composition for intravenous administration is about 0.1-10 mg per patient per day. Use a dose of 0.1 to a maximum of about 100 mg per patient per day, especially if the drug is administered to an isolated site and not into the bloodstream of a body cavity or organ lumen. Can do. Substantially higher doses are possible for topical administration. Actual methods for preparing parenterally administrable compositions include “Remington's Pharmaceutical Science” and Goodman and Gilman “The Pharmacological Basis of Therapeutics” described above, It will be known or apparent to those skilled in the art.
[0311]
These compositions comprising a prostate cancer protein modulator can be administered for therapeutic or prophylactic treatment. In therapeutic applications, the composition is administered to a patient suffering from a disease (eg, cancer) in an amount sufficient to cure or at least partially resist the disease and its complications. An amount adequate to accomplish this is defined as "therapeutically useful amount". The effective amount for this use will vary depending on the severity of the disease and the general health of the patient. Single or repeated administrations of the compositions are administered depending on the dosage and frequency required and patient tolerance. In any event, the composition must provide a sufficient amount of the substance of the invention to effectively treat the patient. An amount of a modulator that can prevent or delay the onset of cancer in a mammal is referred to as a “prophylactically effective amount”. The specific dosage required for prophylactic treatment will depend on the medical condition and history of the mammal, the specific cancer to be prevented, and other factors such as age, weight, sex, route of administration, efficacy, etc. . Such prophylactic treatment can be used, for example, in mammals that are already responsive to cancer to prevent cancer recurrence, or in mammals that are suspected of developing cancer with a significant likelihood.
[0312]
It will be appreciated that the prostate cancer protein modulating compounds of the invention can be administered alone or in combination with additional prostate cancer modulating compounds or other therapeutic agents such as other anti-cancer agents or treatments.
[0313]
In many embodiments, one or more nucleic acids, eg, a polynucleotide comprising a nucleic acid sequence shown in Tables 1-16, such as an antisense polynucleotide or ribozyme, will be introduced into a cell in vitro or in vivo. . The present invention provides methods, reagents, vectors, and useful for the expression of polypeptides and nucleic acids associated with prostate cancer using in vitro (cell-free), ex vivo or in vivo (cell or organism based) recombinant expression systems. Provide cells.
[0314]
The specific procedure used for introducing a nucleic acid into a host cell for expression of the protein or nucleic acid is specific to the application. A number of techniques are used for introducing foreign nucleotide sequences into host cells. These include calcium phosphate transfection, spheroplasts, electroporation, liposomes, microinjections, plasma vectors for the introduction of cloned genomic DNA, cDNA, synthetic DNA or other foreign genetic material into host cells. ), Including the use of viral vectors and any other well-known methods (eg, Berger and Kimmel, “Guide to Molecular Cloning Techniques, Methods in Enzymology”, vol. 152) Berger), Ausubel et al., “Current Protocols” (1999 Addendum), and Sambrook et al., “Molecular Clonin. - A Laboratory Manual (Molecular Cloning - A Laboratory Manual) "(second edition, 1-3, pp. 1989)).
[0315]
In a preferred embodiment, prostate cancer proteins and modulators are administered as therapeutic agents and can be formulated as outlined above. Similarly, prostate cancer genes (including full length sequences, partial sequences, or regulatory sequences of prostate cancer coding regions) can be administered in gene therapy applications. These prostate cancer genes include either antisense use as gene therapy (ie, integration into the genome) or as an antisense composition, as will be appreciated by those skilled in the art.
[0316]
Prostate cancer polypeptides and polynucleotides can also be administered as vaccine compositions to stimulate HTL, CTL and antibody responses. Such vaccine compositions include, for example, lipidated peptides (see, eg, Vitiello, A. et al., J. Clin. Invest., 95: 341 (1995)), poly (DL-lactide-co- -Peptide compositions encapsulated in microlides ("PLG") microspheres (eg Eldridge et al., Molec. Immunol., 28: 287-294 (1991); Alonso et al., Vaccine, 12: 299-306 (1994)). Jones et al., Vaccine, 13: 675-681 (1995)), peptide compositions contained in immune stimulating complexes (ISCOMS) (eg, Takahashi et al., Nature, 344: 873-875 (1990); Hu et al., Clin Exp munol., 113: 235-243 (1998)), multi-antigen peptide system (MAP) (eg Tam, Proc. Natl. Acad Sci. USA, 85: 5409-5413 (1988); Tam, J. Immunol. Methods, 196: 17-32 (1996)), peptides formulated as multivalent peptides; peptides for use in ballistic delivery systems, typically crystallized peptides, viral delivery vectors (Perkus et al. "Concepts in vaccine development" (Kaufmann ed., Page 379, 1996); Chakrabarti et al., Nature, 320: 535 (1986); Hu et al., Nat. re, 320: 537 (1986); Kiney et al., AIDS Bio / Technology 4: 790 (1986); Top et al., J. Infect. Dis., 124: 148 (1971); Chanda et al., Virology, 175: 535 1990)), particles of viral or synthetic origin (eg, Kofler et al., J. Immunol. Methods, 192: 25 (1996); Eldridge et al., Sem. Hematol, 30:16 (1993); Falo et al., Nature Med., 7 : 649 (1995)), adjuvants (Warren et al., Annu. Rev. Immunol. 4: 369 (1986); Gupta et al., Vaccine, 11: 293 (1993)), liposomes (Reddy et al., J. Biol. Immunol. 148: 1585 (1992); Rock, Immunol. Today, 17: 131 (1996)), or naked or particle-absorbed cDNA (Ulmer et al., Science, 259: 1745 (1993); Robinson et al., Vaccine, 11: 957 (1993); Shiver et al., “Vaccine Development”. Concepts in vaccine development "(Kaufmann, 423, 1996); Cease and Berzofsky, Annu. Rev. Immunol., 12: 923 (1994), and Eldridge et al., 16: 93. )). Toxin targeted delivery techniques are also known as receptor-mediated targeting, and those from Avant Immunotherapeutics (Needham, Mass.) Can also be used.
[0317]
Vaccine compositions often include an adjuvant. Many adjuvants are used to protect antigens from rapid metabolism, such as aluminum hydroxide or mineral oil, and immune proteins such as lipid A, Bordetella pertussis or Mycobacterium tuberculosis-derived proteins. Contains substances designed as response stimulants. Certain adjuvants are commercially available, eg, Freund's incomplete and complete adjuvants (Difco Laboratories, Detroit, MI); Merck Adjuvant 65 (Merck, Rahway, NJ); AS-2 (SmithKline Beecham) , Philadelphia, PA); aluminum hydroxide gel (alum) or aluminum salts such as aluminum phosphate; calcium, iron or zinc salts; insoluble suspensions of acylated tyrosine; acylated carbohydrates; There are cationically or anionically derived polysaccharides; polyphosphazenes; biodegradable microspheres; monophosphoryl lipid A and quil A. Cytokines such as GM-CSF, interleukin-2, interleukin-7, interleukin-12, and other growth factors can also be used as adjuvants.
[0318]
A vaccine can be administered as a nucleic acid composition such that DNA or RNA encoding one or more polypeptides, or fragments thereof, is administered to a patient. This method is described, for example, in US Pat. Nos. 5,580,859; 5,589,466; 5,804,566, in addition to Wolff et al., Science, 247: 1465 (1990). 739,118; 5,736,524; 5,679,647; WO 98/04720; and described in more detail below. Examples of DNA-based delivery technologies include “naked DNA”, facilitated (bupivicaine, polymer, peptide mediated) delivery, cationic lipid complexes, and particle mediated (“gene gun”) or pressure mediated There is mold delivery (see, eg, US Pat. No. 5,922,687).
[0319]
For the purpose of therapeutic or prophylactic immunization, the peptides of the invention can be expressed by viral vectors or bacterial vectors. Examples of expression vectors include attenuated viral hosts such as vaccinia or fowlpox. This method relates to the use of vaccinia virus as a vector for expressing a nucleotide sequence encoding, for example, a prostate cancer polypeptide or polypeptide fragment. Upon introduction into the host, this recombinant vaccinia virus expresses an immunogenic peptide, thereby eliciting an immune response. Vaccinia vectors and methods useful in immunization protocols are disclosed, for example, in US Pat. No. 4,722,848. Another vector is BCG (Bacil Calmette Guerin). BCG vectors are described in Stover et al., Nature, 351: 456-460 (1991). A wide variety of other vectors useful for therapeutic administration or immunization, such as adeno-associated virus vectors and adeno-associated virus vectors, retrovirus vectors, Salmonella typhi vectors, detoxified Bacillus anthracis toxin vectors, etc. Will be apparent to those skilled in the art (eg, Shata et al., Mol Med Today, 6: 66-71 (2000); Shedlock et al., J Leukoc Biol, 68: 793-806 (2000); Hipp et al., In Vivo, 14: 571-85 (2000)).
[0320]
The use of genes as DNA vaccines is well known, which places a prostate cancer gene or a portion of a prostate cancer gene under the control of a regulatable or tissue-specific promoter for expression in prostate cancer patients Including that. The prostate cancer gene used in the DNA vaccine can encode the full length prostate cancer protein, but more preferably encodes a portion of the prostate cancer protein including a peptide derived from the prostate cancer protein. In certain embodiments, the patient is immunized with a DNA vaccine comprising a plurality of nucleotide sequences derived from a prostate cancer gene. For example, the ability of genes encoding prostate cancer-related genes or sequences encoding small fragments of prostate cancer proteins to be introduced into expression vectors to generate their immunogenic and cytotoxic T cell responses related to MHC class I To be tested. This approach provides for the generation of cytotoxic T cell responses against cells presenting antigens, including intracellular epitopes.
[0321]
In a preferred embodiment, the DNA vaccine comprises a gene encoding an adjuvant molecule with a DNA vaccine. Such adjuvant molecules include cytokines that enhance the immunogenic response to prostate cancer polypeptides encoded by the DNA vaccine. Additional or alternative adjuvants are available.
[0322]
In another preferred embodiment, the prostate cancer gene has found use in the creation of animal models of prostate cancer. If the identified prostate cancer gene is suppressed or attenuated in cancer tissue, gene therapy techniques such as antisense RNA against the prostate cancer gene will also reduce or suppress expression of this gene. Animal models of prostate cancer have found use in screening for modulators of sequences associated with prostate cancer or modulators of prostate cancer. Similarly, transgenic animal technology, including gene knockout technology, will result in the absence or increased expression of prostate cancer protein, for example as a result of homologous recombination with an appropriate gene targeting vector. If desired, tissue-specific expression or knockout of prostate cancer protein may be required.
[0323]
Prostate cancer protein may be overexpressed in prostate cancer. Thus, transgenic animals overexpressing prostate cancer protein can be generated. Depending on the desired level of expression, this transgene can be expressed using promoters of various strengths. In addition, the copy number of the incorporated transgene can be determined and compared to the determination of the expression level of the transgene. An animal produced by such a method has been found to be used as an animal model of prostate cancer and is useful in screening for a modulator for treating prostate cancer.
[0324]
Kit for use in diagnostic and / or prognostic applications
Kits are also provided by the present invention for use in the previously suggested diagnostic, research and therapeutic applications. For diagnostic and research applications, such kits may include any or all of the following: assay reagents, buffers, prostate cancer specific nucleic acids or antibodies, hybridization probes and / or primers, antisense polys. Nucleotides, ribozymes, dominant negative prostate cancer polypeptides or polynucleotides, small molecule inhibitors of sequences associated with prostate cancer, and the like. Therapeutic products may include sterile saline or other pharmaceutically acceptable emulsion and suspension bases.
[0325]
In addition, these kits are equipped with industrial materials including instructions (ie protocols) regarding the practice of the method of the invention. Instructional materials typically include written or printed materials, but are not limited to such. Any medium capable of storing such instructions and communicating them to the end user is encompassed by the present invention. Such media include, but are not limited to, electronic storage media (eg, magnetic disks, tapes, cartridges, chips), optical media (eg, CD ROM), and the like. Such media may include an address on the Internet that provides instructional material.
[0326]
The invention also provides kits for screening for modulators of sequences associated with prostate cancer. Such kits can be prepared from readily available materials and reagents. For example, such a kit may include one or more of the following materials: a polypeptide or polynucleotide associated with prostate cancer, a reaction tube, and instructions for testing for activity associated with prostate cancer. Optionally, the kit includes a biologically active prostate cancer protein. A wide variety of kits and components can be prepared according to the present invention, depending on the intended user of the kit and the specific needs of the user. Diagnosis is typically associated with the evaluation of multiple genes or products. These genes are likely to be selected based on correlation with important parameters of the disease that can be ascertained with historical or outcome data.
[0327]
Example
Example 1: Tissue preparation, labeling chip, and fingerprint
TRIzol Total from tissue samples using reagents RNA Purification
The sample weight was first measured. The tissue sample was homogenized using a homogenizer (eg, Polytron 3100) in 1 ml of TRIzol per 50 mg of tissue. The size of the generator / probe used was determined by the amount of sample. A generator that is too large for the amount of tissue to be homogenized results in sample loss and lower RNA yield. A relatively large generator (eg 20 mm) is suitable for tissue samples weighed above 0.6 g. The fill tube must not overflow. A 15 ml polypropylene tube (Falcon 2059) with a working volume of more than 2 ml and no more than 10 ml is suitable for homogenization.
[0328]
Tissues were stored frozen until homogenized. TRIzol was added directly to the frozen tissue prior to homogenization. After homogenization, the insoluble material was removed from the homogenate by centrifugation at 4500C for 15 minutes at 7500 xg in Sorvall Superspeed or 10 minutes at 12,000 xg in an Eppendorf centrifuge. The clear homogenate was then transferred to a new tube. Samples were frozen and stored at −60 to −70 ° C. for at least 1 month or continued to be purified.
[0329]
The next stage is phase separation. The homogenized sample was incubated for 5 minutes at room temperature. Thereafter, 0.2 ml of chloroform was added to 1 ml of the TRIzol reagent to the homogenization mixture. The tubes were sealed with caps and shaken vigorously by hand for 15 seconds (not vortexed). These samples were then incubated for 2-3 minutes at room temperature and then centrifuged at 6500 rpm for 30 minutes at 4 ° C. at Sorvall Superspeed.
[0330]
The next step is RNA precipitation. The aqueous phase was transferred to a new tube. If isolation of DNA or protein is desired, the organic phase can be secured. Thereafter, 0.5 ml of isopropyl alcohol was added to 1 ml of the TRIzol reagent used in the initial homogenization. These tubes were then sealed with caps and inverted and mixed. These samples were then incubated at room temperature for 10 minutes and centrifuged at 6500 rpm for 20 minutes at 4 ° C. in Sorvall.
[0331]
The RNA was then washed. The supernatant was poured off and the pellet was washed with cold 75% ethanol. 1 ml of 75% ethanol was used per ml of TRIzol reagent used in the initial homogenization. These tubes were sealed with caps and inverted several times to loosen the pellets without vortexing. They were then centrifuged at <8000 rpm (<7500 × g) for 5 minutes at 4 ° C.
[0332]
The RNA wash was decanted. The pellet was carefully transferred to an Eppendorf tube (the tube was slid down into a new tube using a pipette tip to help route it if necessary). The tube size for RNA precipitation was determined according to the working volume. Larger tubes take longer to dry. The pellet was dried. The RNA is then DEPC H2Resuspended in an appropriate amount of O (eg 2-5 μg / μl). Thereafter, the absorbance was measured.
[0333]
Next, poly A + mRNA was purified from the total RNA by other methods such as Qiagen RNeasy kit. Poly A + mRNA was purified from total RNA by addition of an Oligotex suspension heated at 37 ° C. and mixing prior to addition to RNA. The elution buffer was incubated at 70 ° C. If there was a precipitate in the buffer, the 2x binding buffer was warmed to 65 ° C. Total RNA was mixed with DEPC-treated water, 2x binding buffer, and Oligotex as described in Table 2 on page 16 of the Oligotex Handbook, then incubated at 65 ° C for 3 minutes and at room temperature for 10 minutes.
[0334]
The preparation was centrifuged at 14,000-18,000 g for 2 minutes, preferably at the “soft setting”. The supernatant was removed without disturbing the Oligotex pellet. A small amount of solution was left to reduce the loss of oligotex. The supernatant was saved until satisfactory binding and elution of poly A + mRNA was observed.
[0335]
The preparation was then gently resuspended in wash buffer 0W2, pipetted onto a spin column and centrifuged for 1 minute at maximum speed (soft setting if possible).
[0336]
The spin column was then transferred to a new collection tube, gently resuspended in wash buffer 0W2, and centrifuged as described herein.
[0337]
The spin column was then transferred to a new tube and eluted with 20-100 μl of preheated (70 ° C.) elution buffer. Oligotex resin was gently resuspended by pipetting up and down. The above centrifugation was repeated and the elution was repeated with fresh elution buffer, or the first eluent was made to reduce the elution volume.
[0338]
The diluted elution buffer was then used as a blank and the absorbance was read to determine the yield.
[0339]
Before proceeding to cDNA synthesis, the remaining components or components in the elution buffer from the Oligotex purification procedure inhibited the enzymatic reaction downstream of the mRNA, so this mRNA was precipitated and then proceeded to cDNA synthesis. 0.4 volume of 7.5M NH4OAc + 2.5 volumes of cold 100% ethanol is added and the preparation is allowed to precipitate at −20 ° C. for 1 hour to overnight (or at −70 ° C. for 20-30 minutes) and 30 at 14,000-16,000 × g. Centrifuged for 4 minutes at 4 ° C. The pellet was then washed with 0.5 ml of 80% ethanol (−20 ° C.) and then centrifuged at 14,000-16,000 × g for 5 minutes at room temperature. Next, washing with 80% ethanol was repeated. The last small amount of ethanol from the pellet is dried without using a speed vacuum and the pellet is then DEPC H2Resuspended in O at a concentration of 1 μg / μl.
[0340]
Alternative alternative ( For example Qiagen Company RNeasy kit ) Use RNA Purification
It was added to the RNeasy column so that it did not exceed 100 μg. The sample volume was adjusted to 100 μl with RNase-free water. To the sample was added 350 μl buffer RLT followed by 250 μl ethanol (100%). The preparation was then mixed by pipetting and loaded onto an RNeasy mini spin column for centrifugation (> 10,000 rpm for 15 seconds). If the yield was low, the column was re-loaded with the flow-through and re-centrifuged.
[0341]
The column was then transferred to a new 2 ml collection tube, 500 μl buffer RPE was added and centrifuged at> 10,000 rpm for 15 seconds. The flow-through was discarded. 500 μl buffer RPE was then added and the preparation was centrifuged at> 10,000 rpm for 15 seconds. The flow-through was discarded and the column membrane was dried by centrifugation at maximum speed for 2 minutes. The column was transferred to a new 1.5 ml collection tube. 30-50 μl of RNase-free water was placed directly on the column membrane. The column was then centrifuged at> 10,000 rpm for 1 minute and the elution step was repeated.
[0342]
The absorbance was then read to determine the yield. If necessary, these materials can be ethanol precipitated with ammonium acetate and 2.5X volume of 100% ethanol.
[0343]
First strand cDNA Synthesis of
The first strand can be made using Gibco's “SuperScript Choice System for cDNA Synthesis” kit. Starting material is 5 μg of total RNA or 1 μg of poly A + mRNA. For total RNA, 2 μl of SuperScript RT was used; for poly A + mRNA, 1 μl of Superscript RT was used. The final volume of the first strand synthesis mixture was 20 μl. The RNA volume should not exceed 10 μl. RNA was incubated with 1 μl of 100 pmol T7-T24 oligo for 10 minutes at 70 ° C., then 7 μl was added on ice: 4 μl 5 × first strand buffer, 2 μl 0.1 M DTT, and 1 μl 10 mM dNTP mixture. This preparation was then incubated at 37 ° C. for 2 minutes, then added to Superscript RT and incubated at 37 ° C. for 1 hour.
[0344]
Second strand synthesis
For second strand synthesis, the first strand reaction was placed on ice and the following was added: 91 μl DEPC H2O; 30 μl 5X second strand buffer; 3 μl 10 mM dNTP mix; 1 μl 10 U / μl E. coli DNA ligase; 4 μl 10 U / μl E. coli DNA polymerase; and 1 μl 2 U / μl RNase H. Mixing and incubation were performed at 16 ° C. for 2 hours. 2 μl of T4 DNA polymerase was added. Incubated at 16 ° C. for 5 minutes. 10 μl of 0.5M EDTA was added.
[0345]
cDNA Purification
The cDNA was purified using phenol: chloroform: isoamyl alcohol (25: 24: 1) and Phase-Lock gel tubes. These PLG tubes were centrifuged at maximum speed for 30 seconds. The cDNA mixture was then transferred to a PLG tube. An equal volume of phenol: chloroform: isoamyl alcohol was added and the preparation was shaken vigorously (not vortexed) and centrifuged at maximum speed for 5 minutes. Transfer the top aqueous solution to a new tube and add 7.5x 5M NH4Ethanol was precipitated by addition of OAc and 2.5x volume of 100% ethanol. Immediately thereafter, it was centrifuged at the highest speed for 20 minutes at room temperature. The supernatant was removed and the pellet was washed with 2x cold 80% ethanol. As much ethanol wash as possible was removed before air drying of the pellet; resuspended in 3 μl RNase-free water.
[0346]
In vitro transcription (IVT) And biotin labeling
In vitro transcription (IVT) and biotin labeling were performed as follows: pipetting 1.5 μl of cDNA into thin wall PCR tubes. The NTP labeling mixture was made up of 2 μl T7 10 × ATP (75 mM) (Ambion); 2 μl T7 10 × GTP (75 mM) (Ambion); 1.5 μl T7 10 × CTP (75 mM) (Ambion); 1.5 μl T7 10 × UTP (75 mM) (Ambion) 3.75 μl 10 mM Bio-11-UTP (Boehringer-Mannheim / Roche or Enzo); 3.75 μl 10 mM Bio-16-CTP (Enzo); 2 μl 10 × T7 transcription buffer (Ambion); and 2 μl 10 × T7 enzyme mixture It depends on the combination of (Ambion). The final volume was 20 μl. Incubated for 6 hours at 37 ° C. in a PCR machine. The RNA was further purified. Purification was according to previous instructions for RNeas column or Qiagen RNeasy protocol handbook. cRNA often requires ethanol precipitation by resuspension in a volume compatible with the fragmentation step.
[0347]
Fragmentation was performed as follows. 15 μg of labeled RNA was fragmented normally. To attempt to minimize the fragmentation reaction volume, a 10 μl volume is recommended, but 20 μl may be used. Magnesium present in the fragmentation buffer contributes to precipitation of the hybridization buffer and should not exceed 20 μl. RNA fragmentation is by incubation at 94 ° C. for 35 minutes in 1 × fragmentation buffer (5 × fragmentation buffer is 200 mM Tris acetic acid, pH 8.1; 500 mM KOAc; 150 mM MgOAc). Labeled RNA transcripts can be analyzed before and after fragmentation. Samples were heated at 65 ° C. for 15 minutes and electrophoresed on a 1% agarose / TBE gel to give an approximate estimate of the transcript size range.
[0348]
For hybridization, 200 μl of hybridization mixture (10 μg cRNA) was placed on the chip. If multiple rounds of hybridization are to be performed (eg cycling with 5 chipsets), it is recommended that the initial hybridization mix be made up to 300 μl or more. The hybridization mix is shown below: labeled RNA fragment (50 ng / μl final concentrate); 50 pM 948-b control oligo; 1.5 pM BioB; 5 pM BioC; 25 pM BioD; 100 pM CRE; 0.1 mg / ml herring Sperm DNA; 0.5 mg / ml acetylated BSA; and 300 μl of 1 × MES hyb buffer.
[0349]
The hybridization reaction was performed with non-biotinylated IVT (purified by RNeasy column) (see Example 1 for IVT step from tissue): The following mixture was prepared:
Figure 2005506033
The 14 μl mixture was incubated at 70 ° C. for 10 minutes and then placed on ice.
[0350]
The following mixture was used for the reverse transcription method:
Figure 2005506033
The solution was added to the hybridization reaction solution and incubated at 42 ° C. for 30 minutes. Thereafter, 1 μl of SSII was added, further incubated for 1 hour, and then placed on ice.
[0351]
The 50 × dNTP mixture contains 25 mM cold dATP, dCTP, and dGTP, 10 mM dTTP, and 25 μl each of 100 mM dATP, dCTP, and dGTP; 10 μl of 100 mM dTTP,2Prepared by adding to 15 μl of O.
[0352]
RNA degradation was performed as follows. 86 μl of H2To O, 1.5 μl 1M NaOH / 2 mM EDTA was added and incubated at 65 ° C. for 10 minutes. For U-Con 30, 500 μl TE / sample was spun at 7000 g for 10 minutes and a flow-through was used for purification. For Qiagen purification, u-con recovered material was suspended in 500 μl buffer PB and proceeded using the Qiagen protocol. For DNAse digestion, 1 μl of 1/100 dilution of DNAse / 30 μl Rx was added and incubated at 37 ° C. for 15 minutes. DNAse was denatured by incubation at 95 ° C. for 5 minutes.
[0353]
Sample preparation
For sample preparation, add Cot-1 DNA, 10 μl; 50 × dNTP, 1 μl; 20 × SSC, 2.3 μl; sodium pyrophosphate, 7.5 μl; 10 mg / ml herring sperm DNA; 1 μl of 1/10 dilution, The final volume was 21.8. Dry under high speed vacuum. H2Resuspended in 15 μl of O. 0.38 μl of 10% SDS was added. The mixture was heated at 95 ° C. for 2 minutes and slowly cooled to room temperature over 20 minutes. Placed on slide and hybridized overnight at 64 ° C. Washed after hybridization: 3 × SSC / 0.03% SDS: 2 minutes, H2O 2x SSC 37.5 ml in 250 ml + 0.75 ml of 10% SDS; 1x SSC: 5 minutes, H2O 20xSSC 12.5ml in 250ml; 0.2xSSC: 5 minutes, H2O 250 ml 20x SSC in 250 ml. Slides were dried and scanned with appropriate PMTs and channels.
[0354]
Example 2: Taxol-resistant xenograft model of human prostate cancer
Therapeutic medication management including paclitaxel (Taxol; Bristol-Myers Squibb, Princeton, NJ) has been particularly successful in the treatment of phase II clinical trials of hormone refractory prostate cancer (Smith et al., Semin. Oncol., 26 (1 Suppl 2): 109-11 (1999)). However, many patients develop tumors that become taxol resistant first or later. The following experiments were conducted to identify genes associated with resistance to taxol, or genes that can modulate the response to taxol resistance and thus can be used for therapy, or taxol resistance in patients.
[0355]
The androgen-independent human cell line CWR22R was grown as a xenograft in nude mice (Nagabhushan et al., Cancer Res., 56 (13): 3042-4046 (1996); Agus et al., J. Natl. Cancer Inst., 91 (21): 1869-1876 (1999); Bubendorf et al., J. Natl. Cancer Inst., 91 (20): 1758-1764 (1999)). Initially, these xenograft tumors were sensitive to therapeutic doses of taxol. The mice were treated continuously at sub-therapeutic doses and the tumors were allowed to grow for 3-4 weeks before the tumors were surgically removed. Tumors from individual mice were then chopped and small portions were injected into healthy nude mice to establish the second passage of tumors. The mice were then continuously treated with an amount of taxol below the same therapeutic dose. This process was repeated 14 times to collect a portion of each generation of xenograft tumors. With each generation, resistance to therapeutic doses of taxol increased. By the end of this process, the tumor was completely resistant to therapeutic doses of taxol. RNA from each generation of tumors is then isolated, and individual mRNA species are probed to interrogate approximately 35,000 unique mRNA transcripts, with custom Affymetrix GeneChip® oligonucleotide microarrays. And quantified. Genes that showed statistically significant up-regulation or down-regulation in subsequent passages of increasing taxol-resistant tumors were selected. Only one gene was significantly upregulated, whereas 24 genes were downregulated. These are shown in Table 10.
[0356]
Gene sequences identified as being overexpressed in prostate cancer were used to identify coding regions from public DNA databases. These sequences are used to identify genes encoding known proteins, or they are exon estimation algorithms such as FGENESH (Salamov and Solovyev, Genome Res., 10: 516-522 (2000)). And used to estimate the coding region from genomic DNA. In addition, one of ordinary skill in the art would understand how to obtain unigene cluster identification and sequence information according to the typical accession numbers provided in Tables 1-16 (http: // www. ncbi.nlm.nih.gov/UniGene/).
[0357]
Table 1 shows genes that contain an expressed sequence tag and that are differentially expressed in prostate tumor tissue compared to normal tissue when analyzed using the Affymetrix / Eos Hu01 GeneChip array. The relative amount of each gene expressed in prostate tumor samples showing the highest gene expression and in various normal tissue samples is shown.
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[0358]
Table 1A shows the deposit numbers of these prime keys that lack the unigeneID of Table 1. For each probe set, the inventors listed gene cluster numbers from which oligonucleotides were designed. Gene clusters were tabulated using Genbank EST and mRNA derived sequences. These sequences were clustered based on sequence similarity using a clustering and alignment tool (Clustering and Alignment Tools, Double Twist, Oakland, Calif.). The Genbank deposit number of the sequence containing each cluster is listed in the “Accession” column.
Figure 2005506033
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[0359]
Table 2 shows a preferred subset of the deposit numbers of the genes shown in Table 1 that were differentially expressed in prostate tumor tissue compared to normal prostate tissue.
Figure 2005506033
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[0360]
Table 2A shows the deposit numbers of these prime keys lacking the unigeneID in Table 2. For each probe set, the inventors listed gene cluster numbers from which oligonucleotides were designed. Gene clusters were tabulated using Genbank EST and mRNA derived sequences. These sequences were clustered based on sequence similarity using a clustering and alignment tool (Clustering and Alignment Tools, Double Twist, Oakland, Calif.). The Genbank deposit number of the sequence containing each cluster is listed in the “Accession” column.
Figure 2005506033
[0361]
Table 3 shows genes that contain an expressed sequence tag and that are differentially expressed in prostate tumor tissue compared to normal tissue when analyzed using the Affymetrix / Eos Hu02 GeneChip array. The relative amount of each gene expressed in prostate tumor samples showing the highest gene expression and in various normal tissue samples is shown.
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[0362]
Table 3A shows the deposit numbers of these prime keys lacking the unigeneID in Table 3. For each probe set, the inventors listed gene cluster numbers from which oligonucleotides were designed. Gene clusters were tabulated using Genbank EST and mRNA derived sequences. These sequences were clustered based on sequence similarity using a clustering and alignment tool (Clustering and Alignment Tools, Double Twist, Oakland, CA). The Genbank deposit number of the sequence containing each cluster is listed in the “Accession” column.
Figure 2005506033
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[0363]
Table 3B shows the genomic location of these prime keys lacking unigeneID and the deposit number in Table 3. For each estimated exon, we listed the source of the genomic sequence used for the estimation. The nucleotide position of each estimated exon is also listed.
Figure 2005506033
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[0364]
Table 4 shows a preferred subset of the deposit numbers of the genes found in Table 3 that are differentially expressed in prostate tumor tissue compared to normal prostate tissue.
Figure 2005506033
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[0365]
Table 4A shows the deposit numbers of these prime keys lacking the unigeneID in Table 4. For each probe set, the inventors listed gene cluster numbers from which oligonucleotides were designed. Gene clusters were tabulated using Genbank EST and mRNA derived sequences. These sequences were clustered based on sequence similarity using a clustering and alignment tool (Clustering and Alignment Tools, Double Twist, Oakland, Calif.). The Genbank deposit number of the sequence containing each cluster is listed in the “Accession” column.
Figure 2005506033
[0366]
Table 4B shows the genomic location and deposit number of these prime keys lacking the unigeneID of Table 4. For each estimated exon, we listed the source of the genomic sequence used for the estimation. The nucleotide position of each estimated exon is also listed.
Figure 2005506033
[0367]
Table 5 1170 genes up-regulated in prostate cancer compared to normal adult tissues
Table 5 shows 1170 genes that are up-regulated in prostate cancer compared to normal adult tissues. These were selected from 59680 probe sets on the Affymetrix / Eos Hu03 GeneChip array and the ratio of “average” prostate cancer to “average” normal adult tissue was greater than or equal to 3.44. The “average” prostate cancer level was set at the 85th percentile value in 73 prostate cancers. The “average” normal adult tissue level was set at the 85th percentile value among 162 non-malignant tissues. To remove gene-specific background levels of non-specific hybridization, the 7.5th percentile value in 162 non-malignant tissues was subtracted from both the numerator and denominator and then evaluated for this ratio.
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[0368]
Table 5A shows the deposit numbers of these prime keys lacking the unigeneID of Tables 5, 6 and 7. For each probe set, the inventors listed the gene cluster number from which the oligonucleotide was designed. Gene clusters were tabulated using Genbank EST and mRNA derived sequences. These sequences were clustered based on sequence similarity using a clustering and alignment tool (Clustering and Alignment Tools, Double Twist, Oakland, Calif.). The Genbank deposit number of the sequence containing each cluster is listed in the “Accession” column.
Figure 2005506033
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[0369]
Table 5B shows the genomic location and deposit number of these prime keys lacking the unigeneID of Tables 5, 6 and 7. For each estimated exon, we listed the source of the genomic sequence used for the estimation. The nucleotide position of each estimated exon is also listed.
Figure 2005506033
[0370]
Table 6 286 genes encoding extracellular or cell surface proteins that are up-regulated in prostate cancer compared to normal adult tissues
Table 6 shows 286 genes that are up-regulated in prostate cancer compared to normal adult tissue, possibly an extracellular or cell surface protein. These were selected as for Table 5 and the deduced protein contained a structural domain (eg, egf, 7tm domain) that is indicative of extracellular localization.
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[0371]
Table 7. 42 genes encoding small molecule targets that are up-regulated in prostate cancer compared to normal adult tissues
Table 7 shows 42 genes that were up-regulated in prostate cancer compared to normal adult tissue, probably a small molecule target. These were selected as for Table 5 and the deduced proteins included structural domains (eg, proteases, kinases, phosphatase receptors) that are indicative of druggable structures. Functional domains are shown for each gene.
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[0372]
Table 8 136 genes significantly down-regulated in prostate cancer compared to normal adult tissues
Table 8 shows 136 genes that were significantly down-regulated in prostate cancer compared to normal adult tissues. These were selected from 59680 probe sets on the Affymetrix / Eos Hu03 GeneChip array and the ratio of “mean” normal prostate to “mean” prostate cancer tissue was greater than or equal to 2. The “average” normal prostate level was set to the average of 4 normal prostate tissues. The “average” prostate cancer level was set at the 85th percentile value in 73 prostate cancers. To remove gene-specific background levels of nonspecific hybridization, the 10th percentile value in all tissues was subtracted from both the numerator and denominator and then evaluated for this ratio.
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[0373]
Table 8A shows the deposit numbers of these prime keys lacking the unigeneID in Table 8. For each probe set, the inventors listed gene cluster numbers from which oligonucleotides were designed. Gene clusters were tabulated using Genbank EST and mRNA derived sequences. These sequences were clustered based on sequence similarity using a clustering and alignment tool (Clustering and Alignment Tools, Double Twist, Oakland, Calif.). The Genbank deposit number of the sequence containing each cluster is listed in the “Accession” column.
Figure 2005506033
[0374]
Table 8B shows the genomic location and deposit number of these prime keys lacking the unigeneID in Table 8. For each estimated exon, we listed the source of the genomic sequence used for the estimation. The nucleotide position of each estimated exon is also listed.
Figure 2005506033
[0375]
Table 9: 1001 genes significantly up-regulated in prostate gland compared to prostate cancer
Table 9 shows 1001 genes that were significantly upregulated in prostate cancer compared to normal prostate. These were selected from 59680 probe sets on the Affymetrix / Eos Hu03 GeneChip array and the ratio of “mean” normal prostate to “mean” prostate cancer tissue was greater than or equal to 8.14. The “average” normal prostate level was set to the average of 4 normal prostate tissues. The “average” prostate cancer level was set at the 85th percentile value in 73 tumor samples. To remove gene-specific background levels of nonspecific hybridization, the 10th percentile value in all tissues was subtracted from both the numerator and denominator and then evaluated for this ratio.
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[0376]
Table 9A shows the deposit numbers of these prime keys lacking the unigeneID in Table 9. For each probe set, the inventors listed gene cluster numbers from which oligonucleotides were designed. Gene clusters were tabulated using Genbank EST and mRNA derived sequences. These sequences were clustered based on sequence similarity using a clustering and alignment tool (Clustering and Alignment Tools, Double Twist, Oakland, Calif.). The Genbank deposit number of the sequence containing each cluster is listed in the “Accession” column.
Figure 2005506033
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[0377]
Table 9B shows the genomic location and deposit number of these prime keys lacking the unigeneID in Table 9. For each estimated exon, we listed the source of the genomic sequence used for the estimation. The nucleotide position of each estimated exon is also listed.
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[0378]
FIG. 10 shows genes comprising expressed sequence tags that are differentially expressed in taxol-resistant prostate tumor xenografts compared to taxol-sensitive prostate tumor xenografts. These genes have been shown to be either up-regulated or down-regulated while taxol resistance is induced during serial passage of the graft.
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[0379]
Table 11 shows genes with expressed sequence tags that were up-regulated in prostate tumor tissue compared to normal prostate tissue when analyzed using the Affymetrix / Eos Hu01 GeneChip array. The ratio of “average” normal prostate to “average” prostate cancer tissue is shown.
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[0380]
Table 11A shows the deposit numbers of these prime keys lacking the unigeneID in Table 11. For each probe set, the inventors listed gene cluster numbers from which oligonucleotides were designed. Gene clusters were tabulated using Genbank EST and mRNA derived sequences. These sequences were clustered based on sequence similarity using a clustering and alignment tool (Clustering and Alignment Tools, Double Twist, Oakland, CA). The Genbank deposit number of the sequence containing each cluster is listed in the “Accession” column.
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[0381]
Table 12 shows genes with expressed sequence tags that were down-regulated in prostate tumor tissue compared to normal prostate tissue when analyzed using the Affymetrix / Eos Hu01 GeneChip array. The ratio of “average” normal prostate to “average” prostate cancer tissue is shown.
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[0382]
Table 12A shows the deposit numbers of these prime keys lacking the unigeneID in Table 12. For each probe set, the inventors listed gene cluster numbers from which oligonucleotides were designed. Gene clusters were tabulated using Genbank EST and mRNA derived sequences. These sequences were clustered based on sequence similarity using a clustering and alignment tool (Clustering and Alignment Tools, Double Twist, Oakland, CA). The Genbank deposit number of the sequence containing each cluster is listed in the “Accession” column.
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[0383]
Table 13 shows genes with expressed sequence tags that are up-regulated in prostate tumor tissue compared to normal prostate tissue when analyzed using the Affymetrix / Eos Hu02 GeneChip array. The ratio of “average” normal prostate to “average” prostate cancer tissue is shown.
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[0384]
Table 13A shows the deposit numbers of these prime keys lacking the unigeneID in Table 13. For each probe set, the inventors listed gene cluster numbers from which oligonucleotides were designed. Gene clusters were tabulated using Genbank EST and mRNA derived sequences. These sequences were clustered based on sequence similarity using a clustering and alignment tool (Clustering and Alignment Tools, Double Twist, Oakland, Calif.). The Genbank deposit number of the sequence containing each cluster is listed in the “Accession” column.
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[0385]
Table 13B shows the genomic location and deposit number of these prime keys lacking the unigeneID of Table 13. For each estimated exon, we listed the source of the genomic sequence used for the estimation. The nucleotide position of each estimated exon is also listed.
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[0386]
Table 14 shows genes with expressed sequence tags that are down-regulated in prostate tumor tissue compared to normal prostate tissue when analyzed using the Affymetrix / Eos Hu02 GeneChip array. The ratio of “average” normal prostate to “average” prostate cancer tissue is shown.
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[0387]
Table 14A shows the deposit numbers of these prime keys lacking the unigeneID in Table 14. For each probe set, the inventors listed gene cluster numbers from which oligonucleotides were designed. Gene clusters were tabulated using Genbank EST and mRNA derived sequences. These sequences were clustered based on sequence similarity using a clustering and alignment tool (Clustering and Alignment Tools, Double Twist, Oakland, Calif.). The Genbank deposit number of the sequence containing each cluster is listed in the “Accession” column.
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[0388]
Table 14B shows the genomic location and deposit number of these prime keys lacking the unigeneID of Table 14. For each estimated exon, we listed the genomic sequence source used for the estimation. The nucleotide position of each estimated exon is also listed.
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[0389]
Table 15 169 genes with sequence information shown in Table 16
Table 15 shows the unigene ID, unigene title, prime key, estimated cell localization, and typical deposit number for all the sequences in Table 16. The information in Table 15 is linked to EosCode in Table 16.
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[0390]
Table 15A shows the deposit numbers of these prime keys lacking the unigeneID in Table 15. For each probe set, the inventors listed gene cluster numbers from which oligonucleotides were designed. Gene clusters were tabulated using Genbank EST and mRNA derived sequences. These sequences were clustered based on sequence similarity using a clustering and alignment tool (Clustering and Alignment Tools, Double Twist, Oakland, CA). The Genbank deposit number of the sequence containing each cluster is listed in the “Accession” column.
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[0390]
Table 15B shows the genomic location and deposit number of these prime keys lacking the unigeneID of Table 15. For each estimated exon, we listed the genomic sequence source used for the estimation. The nucleotide position of each estimated exon is also listed.
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[0392]
Table 11 and Sequence Listing
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[0393]
It will be understood that the embodiments described above are not utilized in any manner to limit the true scope of the invention, but rather are presented for purposes of illustration. All publications, sequence accession numbers, and patent specifications cited herein are hereby incorporated by reference, as specifically and individually indicated that each publication or patent application is incorporated by reference. Incorporated into the book as a reference.

Claims (70)

患者の細胞において前立腺癌に関連した転写物を検出する方法であり、患者からの生物学的試料を、表1〜16で示す配列と少なくとも80%同一の配列に選択的にハイブリダイズするポリヌクレオチドと接触させる段階を含む、方法。A polynucleotide for the detection of transcripts associated with prostate cancer in a patient's cells, wherein the biological sample from the patient selectively hybridizes to a sequence at least 80% identical to the sequence shown in Tables 1-16 A method comprising the step of contacting with. ポリヌクレオチドが、表1〜16で示す配列と少なくとも95%同一の配列に選択的にハイブリダイズする、請求項1記載の方法。The method of claim 1, wherein the polynucleotide selectively hybridizes to a sequence that is at least 95% identical to a sequence shown in Tables 1-16. 生物学的試料が組織試料である、請求項1記載の方法。The method of claim 1, wherein the biological sample is a tissue sample. 生物学的試料が単離された核酸を含む、請求項1記載の方法。The method of claim 1, wherein the biological sample comprises isolated nucleic acid. 核酸がmRNAである、請求項4記載の方法。The method according to claim 4, wherein the nucleic acid is mRNA. 生物学的試料をポリヌクレオチドと接触させる段階の前に、核酸を増幅する段階を更に含む、請求項4記載の方法。5. The method of claim 4, further comprising amplifying the nucleic acid prior to contacting the biological sample with the polynucleotide. ポリヌクレオチドが表1〜16に示す配列を含む、請求項1記載の方法。The method of claim 1, wherein the polynucleotide comprises a sequence shown in Tables 1-16. ポリヌクレオチドが標識されている、請求項1記載の方法。The method of claim 1, wherein the polynucleotide is labeled. 標識が蛍光標識である、請求項8記載の方法。The method of claim 8, wherein the label is a fluorescent label. ポリヌクレオチドが固体表面に固定されている、請求項1記載の方法。The method of claim 1, wherein the polynucleotide is immobilized on a solid surface. 患者が、前立腺癌を治療するために治療的投薬管理を受けている、請求項1記載の方法。The method of claim 1, wherein the patient is undergoing therapeutic medication management to treat prostate cancer. 患者が前立腺癌を有する疑いがある、請求項1記載の方法。The method of claim 1, wherein the patient is suspected of having prostate cancer. 前立腺癌の治療的処置の効力をモニタリングする方法であり、
(i)治療的処置を受けている患者から生物学的試料を調達する段階;及び
(ii)生物学的試料を、表1〜16で示す配列と少なくとも80%同一の配列に選択的にハイブリダイズするポリヌクレオチドと接触させ、生物学的試料における前立腺癌に関連した転写物のレベルを決定し、これによりこの療法の効力をモニタリングする段階を含む、方法。
A method of monitoring the efficacy of therapeutic treatment of prostate cancer,
(I) procuring a biological sample from a patient undergoing therapeutic treatment; and (ii) selectively hybridizing the biological sample to a sequence that is at least 80% identical to the sequences shown in Tables 1-16. Contacting the soy polynucleotide, determining the level of transcript associated with prostate cancer in the biological sample, and thereby monitoring the efficacy of the therapy.
(iii)前立腺癌に関連した転写物のレベルを、治療的処置の前の患者又は初期の患者からの生物学的試料における前立腺癌に関連した転写物のレベルと比較する段階を更に含む、請求項13記載の方法。(Iii) further comprising comparing the level of transcript associated with prostate cancer to the level of transcript associated with prostate cancer in a biological sample from a patient prior to or prior to therapeutic treatment. Item 14. The method according to Item 13. 患者がヒトである、請求項13記載の方法。14. The method of claim 13, wherein the patient is a human. 前立腺癌の治療的処置の効力をモニタリングする方法であり、
(i)治療的処置を受けている患者から生物学的試料を調達する段階;及び
(ii)生物学的試料を、表1〜16で示す配列と少なくとも80%同一の配列に選択的にハイブリダイズするポリヌクレオチドによりコードされるポリペプチドと接触させ、ここで該ポリペプチドは前立腺癌に関連した抗体と特異的に結合する、生物学的試料における前立腺癌関連抗体のレベルを決定し、これによりこの療法の効力をモニタリングする段階を含む方法。
A method of monitoring the efficacy of therapeutic treatment of prostate cancer,
(I) procuring a biological sample from a patient undergoing therapeutic treatment; and (ii) selectively hybridizing the biological sample to a sequence that is at least 80% identical to the sequences shown in Tables 1-16. Contacting a polypeptide encoded by a soy polynucleotide, wherein the polypeptide specifically determines a level of prostate cancer-related antibody in a biological sample that specifically binds to an antibody associated with prostate cancer, thereby Monitoring the efficacy of this therapy.
(iii)前立腺癌に関連した抗体のレベルを、治療的処置の前の患者又は初期の患者からの生物学的試料における前立腺癌に関連した抗体のレベルと比較する段階を更に含む、請求項16記載の方法。And (iii) comparing the level of antibody associated with prostate cancer with the level of antibody associated with prostate cancer in a biological sample from a patient prior to or at an early stage of therapeutic treatment. The method described. 患者がヒトである、請求項16記載の方法。The method of claim 16, wherein the patient is a human. 前立腺癌の治療的処置の効力をモニタリングする方法であり、
(i)治療的処置を受けている患者から生物学的試料を調達する段階;及び
(ii)生物学的試料を、抗体と接触させ、ここで抗体が、表1〜16で示す配列と少なくとも80%同一の配列に選択的にハイブリダイズするポリヌクレオチドによりコードされるポリペプチドと特異的に結合する、生物学的試料における前立腺癌に関連したポリペプチドのレベルを決定し、これによりこの療法の効力をモニタリングする段階を含む方法。
A method of monitoring the efficacy of therapeutic treatment of prostate cancer,
(I) procuring a biological sample from a patient undergoing therapeutic treatment; and (ii) contacting the biological sample with an antibody, wherein the antibody is at least one of the sequences shown in Tables 1-16 and Determine the level of polypeptide associated with prostate cancer in a biological sample that specifically binds to a polypeptide encoded by a polynucleotide that selectively hybridizes to a sequence that is 80% identical. A method comprising the step of monitoring efficacy.
(iii)前立腺癌に関連したポリペプチドのレベルを、治療的処置の前の患者又は初期の患者の生物学的試料における前立腺癌に関連したポリペプチドのレベルと比較する段階を更に含む、請求項19記載の方法。(Iii) further comprising comparing the level of polypeptide associated with prostate cancer with the level of polypeptide associated with prostate cancer in a biological sample of a patient prior to or at an early stage of therapeutic treatment. 19. The method according to 19. 患者がヒトである、請求項19記載の方法。21. The method of claim 19, wherein the patient is a human. 表1〜16に示すポリヌクレオチド配列からなる単離された核酸分子。An isolated nucleic acid molecule consisting of the polynucleotide sequences shown in Tables 1-16. 標識されている、請求項22記載の核酸分子。23. The nucleic acid molecule of claim 22, wherein the nucleic acid molecule is labeled. 標識が蛍光標識である、請求項23記載の核酸。24. The nucleic acid of claim 23, wherein the label is a fluorescent label. 請求項22記載の核酸を含む発現ベクター。An expression vector comprising the nucleic acid according to claim 22. 請求項25記載の発現ベクターを含む宿主細胞。A host cell comprising the expression vector of claim 25. 表1〜16に示すポリヌクレオチド配列を有する核酸分子によりコードされる単離されたポリペプチド。An isolated polypeptide encoded by a nucleic acid molecule having the polynucleotide sequence shown in Tables 1-16. 請求項27記載のポリペプチドに特異的に結合する抗体。An antibody that specifically binds to the polypeptide of claim 27. エフェクター成分に更に複合された、請求項28記載の抗体。30. The antibody of claim 28, further conjugated to an effector component. エフェクター成分が蛍光標識である、請求項29記載の抗体。30. The antibody of claim 29, wherein the effector component is a fluorescent label. エフェクター成分が、放射性同位元素又は細胞傷害性化学物質である、請求項29記載の抗体。30. The antibody of claim 29, wherein the effector component is a radioisotope or a cytotoxic chemical. 抗体断片である、請求項29記載の抗体。30. The antibody of claim 29, which is an antibody fragment. ヒト化された抗体である、請求項29記載の抗体。30. The antibody of claim 29, wherein the antibody is a humanized antibody. 患者からの生物学的試料中の前立腺癌細胞を検出する方法であり、生物学的試料を、請求項28記載の抗体と接触させる段階を含む、方法。30. A method of detecting prostate cancer cells in a biological sample from a patient, comprising contacting the biological sample with an antibody of claim 28. 抗体がエフェクター成分に更に複合されている、請求項34記載の方法。35. The method of claim 34, wherein the antibody is further conjugated to an effector component. エフェクター成分が蛍光標識である、請求項35記載の方法。36. The method of claim 35, wherein the effector component is a fluorescent label. 患者において前立腺癌に特異的な抗体を検出する方法であり、患者からの生物学的試料を、表1〜16からの配列を含む核酸によりコードされるポリペプチドと接触させる段階を含む、方法。A method of detecting an antibody specific for prostate cancer in a patient, comprising contacting a biological sample from the patient with a polypeptide encoded by a nucleic acid comprising a sequence from Tables 1-16. 前立腺癌に関連したポリペプチドを変調する化合物を同定する方法であり、
(i)化合物を、前立腺癌に関連したポリペプチドと接触させ、ここでポリペプチドは、表1〜16で示す配列と少なくとも80%同一の配列に選択的にハイブリダイズするポリヌクレオチドによりコードされている段階;及び
(ii)化合物のポリペプチドに対する機能的作用を決定する段階を含む方法。
A method of identifying a compound that modulates a polypeptide associated with prostate cancer,
(I) contacting the compound with a polypeptide associated with prostate cancer, wherein the polypeptide is encoded by a polynucleotide that selectively hybridizes to a sequence that is at least 80% identical to a sequence shown in Tables 1-16. And (ii) determining the functional effect of the compound on the polypeptide.
機能的作用が物理的作用である、請求項38記載の方法。40. The method of claim 38, wherein the functional action is a physical action. 機能的作用が化学的作用である、請求項38記載の方法。40. The method of claim 38, wherein the functional action is a chemical action. ポリペプチドが、真核宿主細胞又は細胞膜において発現される、請求項38記載の方法。40. The method of claim 38, wherein the polypeptide is expressed in a eukaryotic host cell or cell membrane. 機能的作用が、ポリペプチドに結合するリガンドを測定することにより決定される、請求項38記載の方法。40. The method of claim 38, wherein the functional effect is determined by measuring a ligand that binds to the polypeptide. ポリペプチドが組換え体である、請求項38記載の方法。40. The method of claim 38, wherein the polypeptide is recombinant. 患者において前立腺癌を治療するために、前立腺癌に関連した細胞の増殖を阻害する方法であり、請求項38記載の方法を用いて同定された化合物の治療的有効量を対象に投与する段階を含む方法。39. A method for inhibiting proliferation of cells associated with prostate cancer to treat prostate cancer in a patient, comprising administering to the subject a therapeutically effective amount of a compound identified using the method of claim 38. Including methods. 化合物が抗体である、請求項44記載の方法。45. The method of claim 44, wherein the compound is an antibody. 患者がヒトである、請求項45記載の方法。46. The method of claim 45, wherein the patient is a human. (i)試験化合物を、前立腺癌を有する哺乳類またはそこから単離された細胞に投与する段階;
(ii)処置した細胞又は哺乳類における表1〜16で示す配列と少なくとも80%同一の配列に選択的にハイブリダイズするポリヌクレオチドの遺伝子発現のレベルを、対照細胞又は哺乳類のポリヌクレオチドの遺伝子発現レベルと比較する段階であり、ここでポリヌクレオチドの発現のレベルを変調する試験化合物は前立腺癌治療の候補である段階を含む、薬物スクリーニングアッセイ法。
(I) administering a test compound to a mammal having prostate cancer or cells isolated therefrom;
(Ii) the level of gene expression of a polynucleotide that selectively hybridizes to a sequence that is at least 80% identical to the sequence shown in Tables 1-16 in the treated cell or mammal; A drug screening assay, wherein the test compound that modulates the level of expression of the polynucleotide is a candidate for prostate cancer treatment.
対照が試験化合物で処理されていない前立腺癌を有する哺乳類又はそこからの細胞である、請求項47記載のアッセイ法。48. The assay of claim 47, wherein the control is a mammal with prostate cancer or cells therefrom that have not been treated with a test compound. 対照が正常細胞又は哺乳類である、請求項47記載のアッセイ法。48. The assay of claim 47, wherein the control is a normal cell or a mammal. 請求項47記載のアッセイ法により同定された化合物を投与することを含む、前立腺癌を有する哺乳類を治療する方法。48. A method of treating a mammal having prostate cancer comprising administering a compound identified by the assay of claim 47. 前立腺癌を有する哺乳類を治療するための薬学的組成物であり、請求項47記載のアッセイ法により同定された化合物及び生理学的に許容できる賦形剤を含む、組成物。48. A pharmaceutical composition for treating a mammal having prostate cancer, comprising a compound identified by the assay method of claim 47 and a physiologically acceptable excipient. 生物学的試料が、表1〜16で示す第一の配列と少なくとも80%同一の配列に選択的にハイブリダイズする第一のポリヌクレオチド;及び、表1〜16で示す第二の配列と少なくとも80%同一の配列に選択的にハイブリダイズする第二のポリヌクレオチドを含む複数のポリヌクレオチドと接触する、請求項1記載の方法。A biological polynucleotide wherein the first polynucleotide selectively hybridizes to a sequence at least 80% identical to the first sequence shown in Tables 1-16; and at least a second sequence shown in Tables 1-16 The method of claim 1, wherein the method comprises contacting a plurality of polynucleotides comprising a second polynucleotide that selectively hybridizes to a sequence that is 80% identical. 複数のポリヌクレオチドが、表1〜16で示す第三の配列と少なくとも80%同一の配列に選択的にハイブリダイズする第三のポリヌクレオチドを含む、請求項52記載の方法。53. The method of claim 52, wherein the plurality of polynucleotides comprises a third polynucleotide that selectively hybridizes to a sequence that is at least 80% identical to the third sequence shown in Tables 1-16. 前立腺癌に関連した転写物を検出する方法であり、患者からの生物学的試料を複数のポリヌクレオチドと接触させ、ここで少なくとも2種の該ポリヌクレオチドは、表1〜16で示す配列と少なくとも80%同一の異なる配列に選択的にハイブリダイズする段階を含む方法。A method of detecting a transcript associated with prostate cancer, wherein a biological sample from a patient is contacted with a plurality of polynucleotides, wherein at least two of the polynucleotides have at least the sequences shown in Tables 1-16 and Selectively hybridizing to different sequences that are 80% identical. 前立腺癌を検出する方法であり、
(i)患者から生物学的試料を調達する段階;
(ii)生物学的試料における前立腺癌に関連した転写物のレベルを決定するために、生物学的試料を、表1〜16で示す第一の配列と少なくとも80%同一の配列に選択的にハイブリダイズする第一のポリヌクレオチドと接触させ;かつ、生物学的試料における対照転写物の発現レベルを決定するために、表1〜16に示していない配列と少なくとも80%同一の第二の配列に選択的にハイブリダイズする第二のポリヌクレオチドを接触させる段階であり;ここで該第二の配列の発現は、前立腺癌において実質的に変化しない段階;及び
(iii)前立腺癌に関連した転写物のレベルを、生物学的試料中の正常組織に関連した転写物のレベルと比較する段階を含む方法。
A method of detecting prostate cancer,
(I) procuring a biological sample from a patient;
(Ii) To determine the level of transcript associated with prostate cancer in a biological sample, the biological sample is selectively selected to a sequence that is at least 80% identical to the first sequence shown in Tables 1-16. A second sequence that is contacted with the first hybridizing polynucleotide; and at least 80% identical to a sequence not shown in Tables 1-16 to determine the expression level of the control transcript in the biological sample Contacting a second polynucleotide that selectively hybridizes to; wherein expression of said second sequence is not substantially altered in prostate cancer; and (iii) transcription associated with prostate cancer Comparing the level of the product with the level of transcript associated with normal tissue in the biological sample.
患者の細胞において前立腺癌に関連した転写物を定量する方法であり、患者からの生物学的試料を、表1〜16で示す配列と少なくとも80%同一の配列に選択的にハイブリダイズするポリヌクレオチドと接触させる段階を含む、方法。A polynucleotide for quantifying transcripts associated with prostate cancer in a patient's cells, wherein the biological sample from the patient selectively hybridizes to a sequence at least 80% identical to the sequence shown in Tables 1-16 A method comprising the step of contacting with. ポリヌクレオチドが、表1〜16で示す配列と少なくとも95%同一の配列に選択的にハイブリダイズする、請求項56記載の方法。57. The method of claim 56, wherein the polynucleotide selectively hybridizes to a sequence that is at least 95% identical to a sequence shown in Tables 1-16. 生物学的試料が組織試料である、請求項56記載の方法。57. The method of claim 56, wherein the biological sample is a tissue sample. 生物学的試料が、単離された核酸を含む、請求項56記載の方法。57. The method of claim 56, wherein the biological sample comprises isolated nucleic acid. 核酸がmRNAである、請求項56記載の方法。57. The method of claim 56, wherein the nucleic acid is mRNA. 生物学的試料をポリヌクレオチドと接触させる段階の前に、核酸を増幅する段階を更に含む、請求項59記載の方法。60. The method of claim 59, further comprising amplifying the nucleic acid prior to the step of contacting the biological sample with the polynucleotide. ポリヌクレオチドが、表1〜16に示す配列を含む、請求項56記載の方法。57. The method of claim 56, wherein the polynucleotide comprises a sequence shown in Tables 1-16. ポリヌクレオチドが標識される、請求項56記載の方法。57. The method of claim 56, wherein the polynucleotide is labeled. 標識が蛍光標識である、請求項63記載の方法。64. The method of claim 63, wherein the label is a fluorescent label. ポリヌクレオチドが固体表面上に固定される、請求項56記載の方法。57. The method of claim 56, wherein the polynucleotide is immobilized on a solid surface. 患者が、転移性前立腺癌の治療のための治療的投薬管理を受けている、請求項56記載の方法。57. The method of claim 56, wherein the patient is undergoing therapeutic medication management for the treatment of metastatic prostate cancer. 患者が、転移性前立腺癌を有する疑いがある、請求項56記載の方法。57. The method of claim 56, wherein the patient is suspected of having metastatic prostate cancer. 表1〜16で示す配列と少なくとも80%同一の配列に選択的にハイブリダイズする複数のポリヌクレオチドを含むバイオチップ。A biochip comprising a plurality of polynucleotides that selectively hybridize to a sequence that is at least 80% identical to the sequences shown in Tables 1-16. i)表1〜16に示す発現プロフィール遺伝子又はそれらの断片からなる群より選択された発現プロフィール遺伝子を発現している細胞を提供する段階;
ii)薬物候補を該細胞へ添加する段階;及び
iii)該発現プロフィール遺伝子の発現に対する該薬物候補の作用を決定する段階を含む、薬物候補をスクリーニングする方法。
i) providing a cell expressing an expression profile gene selected from the group consisting of the expression profile genes shown in Tables 1-16 or a fragment thereof;
A method of screening a drug candidate comprising: ii) adding a drug candidate to the cell; and iii) determining the effect of the drug candidate on expression of the expression profile gene.
決定が、薬物候補の非存在下での発現レベルを、該薬物候補の存在下での発現のレベルと比較する段階を含む、請求項59記載の方法。60. The method of claim 59, wherein the determining comprises comparing the expression level in the absence of the drug candidate with the level of expression in the presence of the drug candidate.
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